JP2015147445A - Vehicle lighting appliance and its drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp used in an automobile or the like.
車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。 In general, a vehicular lamp can be switched between a low beam and a high beam. The low beam illuminates the neighborhood with a predetermined illuminance, and the light distribution regulation is determined so as not to give glare to the oncoming vehicle and the preceding vehicle, and is mainly used when traveling in an urban area. On the other hand, the high beam illuminates a wide area in front and a distant area with a relatively high illuminance, and is mainly used when traveling at high speed on a road with few oncoming vehicles and preceding vehicles. Therefore, although the high beam is more visible to the driver than the low beam, there is a problem that glare is given to the driver or pedestrian of the vehicle existing in front of the vehicle.
近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ハイビームの配向パターンを動的、適応的に制御するADB(Adaptive Driving Beam)技術が提案されている。ADB技術は、車両の前方の先行車両、対向車両や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。 In recent years, ADB (Adaptive Driving Beam) technology has been proposed that dynamically and adaptively controls the alignment pattern of a high beam based on the state around the vehicle. The ADB technology reduces glare given to a vehicle or pedestrian by detecting the presence of a preceding vehicle, an oncoming vehicle or a pedestrian in front of the vehicle, and dimming a region corresponding to the vehicle or pedestrian. is there.
ADB機能を有する車両用灯具について説明する。図1は、比較技術に係るADB機能を有する車両用灯具のブロック図である。なおこの比較技術を公知技術として認定してはならない。 A vehicle lamp having an ADB function will be described. FIG. 1 is a block diagram of a vehicular lamp having an ADB function according to a comparative technique. This comparison technique should not be recognized as a known technique.
車両用灯具100rは、複数の光源102_1〜102_Nおよび駆動装置200rを備える。ADBにおいては、ハイビーム照射領域は、複数N個(Nは2以上の自然数)のサブ領域に分割される。そして、複数のサブ領域を照射するよう配置される複数の光源102_1〜102_Nが設けられる。駆動装置200rは、複数の光源102_1〜102_Nそれぞれのオン(点灯)、オフ(消灯)あるいは輝度を制御することで、ハイビームの配向を変化させる。
The
駆動装置200rは、バッテリ2からスイッチ4を介してバッテリ電圧VBAT(入力電圧VINともいう)を受ける。駆動装置200rは、複数の光源102_1〜102_Nに対応づけられる複数の駆動ユニット202_1〜202_Nを備える。i(1≦i≦N)番目の駆動ユニット202_iは、対応する光源102_iに、目標輝度に応じた駆動電流IDRViを供給する。たとえば光源102は、直列に接続された複数のLED(発光ダイオード)を含むLEDストリング(LEDモジュールとも称する)である。
複数の駆動ユニット202_1〜202_Nはそれぞれ、独立にオン、オフが制御可能に構成され、またオン(点灯)状態における駆動電流の量も独立に設定可能となっている。 Each of the plurality of drive units 202_1 to 202_N is configured to be independently controllable on and off, and the amount of drive current in the on (lighted) state can be independently set.
車両用灯具100を制御する上流のプロセッサは、車両前方の状態にもとづいて、ハイビームにより照射すべきサブ領域を判定し、点灯すべき光源102を選択する。そしてプロセッサは、点灯すべき光源102に対応する駆動ユニット202に対して、点灯を指示し、その他のサブ領域に対応する駆動ユニット202に対しては、消灯を指示する。
An upstream processor that controls the
本発明者らは、図1の車両用灯具100rについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
As a result of studying the
駆動装置200rと複数の光源102_1〜102_Nの間は、ケーブルハーネス108を介して電気的に接続される。車両用灯具100の信頼性を高めるためには、ケーブルハーネス108の配線あるいはコネクタ部分における、断線(オープン)、異なるチャンネル間のショート、などの異常を検出することが要求される。
The
いま、2つのチャンネルCH1、CH2に着目する。隣接するチャンネルの配線同士のショートには、以下の組み合わせが考えられる。
(i)第1チャンネルCH1のカソード(K1)と第2チャンネルCH2のカソード(K2)のショート
(ii)第1チャンネルCH1のアノード(A1)と第2チャンネルCH2のカソード(K2)のショート
(iii)第1チャンネルCH1のカソード(K1)と第2チャンネルCH2のアノード(A2)のショート
(iv)第1チャンネルCH1のアノード(A1)と第2チャンネルCH2のアノード(A2)のショート
Now, focus on two channels CH1 and CH2. The following combinations are conceivable for shorting between adjacent channel wirings.
(I) Short-circuit between cathode (K1) of first channel CH1 and cathode (K2) of second channel CH2 (ii) Short-circuit between anode (A1) of first channel CH1 and cathode (K2) of second channel CH2 (iii) ) Short circuit between cathode (K1) of first channel CH1 and anode (A2) of second channel CH2 (iv) Short circuit between anode (A1) of first channel CH1 and anode (A2) of second channel CH2
各チャンネルにおいて、駆動ユニット202は、光源102に流れ込む向きの電流(ソース電流)を検出し、ソース電流ISRCが目標電流IREFに近づくように、フィードバックによって出力電圧VOUT、言い換えればLEDのアノードカソード間の順方向電圧Vfを調節するものとする。
In each channel, the
故障モード(i)では、第1チャンネルCH1、第2チャンネルCH2両方の光源102_1、102_2が正常に点灯する。この故障モード(i)は、異常状態として検出する必要はない。 In the failure mode (i), the light sources 102_1 and 102_2 of both the first channel CH1 and the second channel CH2 are normally lit. This failure mode (i) need not be detected as an abnormal state.
故障モード(ii)では、第1チャンネルCH1の光源102_1が消灯し、第2チャンネルCH2の光源102_2が正常に点灯する。そして、第1チャンネルCH1において、アノード(A1)−カソード(K1)間の電圧が低下したことにもとづいて異常(ショート)を検出できる。 In the failure mode (ii), the light source 102_1 of the first channel CH1 is turned off, and the light source 102_2 of the second channel CH2 is normally turned on. In the first channel CH1, an abnormality (short circuit) can be detected based on the decrease in the voltage between the anode (A1) and the cathode (K1).
故障モード(iii)では、第1チャンネルCH1の光源102_1が正常に点灯し、第2チャンネルCH2の光源102_2が消灯する。そして、第2チャンネルCH2において、アノード(A2)−カソード(K2)間の電圧が低下したことにもとづいて異常(ショート)を検出できる。 In the failure mode (iii), the light source 102_1 of the first channel CH1 is normally turned on and the light source 102_2 of the second channel CH2 is turned off. In the second channel CH2, an abnormality (short circuit) can be detected based on the decrease in the voltage between the anode (A2) and the cathode (K2).
故障モード(iv)では、光源102_1、102_2それぞれのソース電流ISRC1、ISRC2が目標電流IREF1、IREF2に安定化され、したがってそれらの合計電流は、IREF1+IREF2に安定化される。ここで、光源102_1を含む電流経路と、光源102_2を含む電流経路のインピーダンスが等しければ、IREF1+IREF2は、等しく2つの光源102_1、102_2に分流する。 In the failure mode (iv), the source currents I SRC1 and I SRC2 of the light sources 102_1 and 102_2 are stabilized to the target currents I REF1 and I REF2 , respectively, and thus their total current is stabilized to I REF1 + I REF2 . Here, if the impedance of the current path including the light source 102_1 and the current path including the light source 102_2 are equal, I REF1 + I REF2 is equally divided into the two light sources 102_1 and 102_2.
しかしながら、光源102のインピーダンスはチャンネルごとにばらつくのが一般的である。具体的には、各光源102を構成するLEDの個数が等しい場合であっても、LED個々の順方向電圧は製造ばらつきを有するため、各チャンネルの電流経路のインピーダンスは不均一となる。あるいはチャンネルごとに、光源102を構成するLEDの個数を異ならしめた場合には、各チャンネルの電流経路のインピーダンスはさらに不均一なものとなる。
However, the impedance of the
故障モード(iv)の発生時に、Z1>Z2であったとする。Z1は、第1チャンネルCH1の電流経路のインピーダンスであり、Z2は、第2チャンネルCH2の電流経路のインピーダンスである。この場合、駆動ユニット202_1、202_2により生成された電流IREF1+IREF2は、第2チャンネルCH2の光源102_2に集中して流れてしまう。その結果、光源102_2の発熱が問題となり、あるいは光源102_2の信頼性に影響を及ぼすおそれがある。 Assume that Z1> Z2 when the failure mode (iv) occurs. Z1 is the impedance of the current path of the first channel CH1, and Z2 is the impedance of the current path of the second channel CH2. In this case, the current I REF1 + I REF2 generated by the drive units 202_1 and 202_2 is concentrated on the light source 102_2 of the second channel CH2. As a result, heat generation of the light source 102_2 becomes a problem, or the reliability of the light source 102_2 may be affected.
かかる状況においても、駆動ユニット202_1、202_2の内部では、それぞれが生成すべきソース電流および電圧が正常に生成されているため、異常を検出することができない。 Even in such a situation, an abnormality cannot be detected in the drive units 202_1 and 202_2 because the source current and voltage to be generated by each of the drive units 202_1 and 202_2 are normally generated.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、さまざまな故障モードを確実に検出可能な車両用灯具およびその駆動装置の提供にある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and one of the exemplary purposes of an aspect thereof is to provide a vehicular lamp and a driving apparatus thereof that can reliably detect various failure modes.
本発明のある態様は、複数の光源とともに使用され、車両用灯具を構成する駆動装置に関する。駆動装置は、複数の光源に対応して設けられ、それぞれが共通の入力電圧を受け、対応する光源に駆動電圧を供給するとともに、対応する光源に流れる電流を目標輝度に応じた目標電流に安定化可能に構成された複数の駆動ユニットを備える。複数の駆動ユニットはそれぞれ、入力電圧を昇圧、降圧または反転するコンバータと、コンバータから対応する光源に対して流れ出るソース電流、対応する光源からコンバータに流れ込むシンク電流のうちの一方が、目標電流と一致するようにコンバータを制御するコントローラと、ソース電流とシンク電流のうちの他方にもとづいて、異常を検出する異常検出回路と、を含む。 An aspect of the present invention relates to a drive device that is used with a plurality of light sources and constitutes a vehicular lamp. The driving device is provided corresponding to a plurality of light sources, each receives a common input voltage, supplies the driving voltage to the corresponding light source, and stabilizes the current flowing through the corresponding light source to the target current corresponding to the target luminance. A plurality of drive units configured to be configurable. Each of the drive units has one of the converter that boosts, steps down, or inverts the input voltage, the source current that flows from the converter to the corresponding light source, and the sink current that flows from the corresponding light source to the converter matches the target current And a controller that controls the converter, and an abnormality detection circuit that detects an abnormality based on the other of the source current and the sink current.
この態様によると、すべての故障モードを検出することができ、回路素子の信頼性を高めることができる。 According to this aspect, all failure modes can be detected, and the reliability of the circuit element can be improved.
異常検出回路は、その検出精度がコントローラの検出精度よりも低く構成されてもよい。異常検出回路には、異常の発生の有無を検出しうる精度があれば足り、電流のフィードバック制御に必要とされる精度までは要求されない。この態様によれば、回路構成を簡素化でき、回路面積やコストを低減できる。 The abnormality detection circuit may be configured such that the detection accuracy is lower than the detection accuracy of the controller. The abnormality detection circuit only needs to have an accuracy capable of detecting whether or not an abnormality has occurred, and is not required to have an accuracy required for current feedback control. According to this aspect, the circuit configuration can be simplified, and the circuit area and cost can be reduced.
異常検出回路は、対応する光源の消灯期間において、異常の検出動作を停止してもよい。これにより、制御による積極的な消灯時に監視対象の電流が減少した状態を、異常判定の対象から除外することができる。 The abnormality detection circuit may stop the abnormality detection operation during the turn-off period of the corresponding light source. As a result, it is possible to exclude a state in which the current to be monitored is reduced when the light is actively turned off by the control from the abnormality determination target.
異常検出回路は、対応する光源の点灯期間において、検出される電流がしきい値より低い状態が、所定時間持続したときに、異常と判定してもよい。
これにより、回路保護が不要であるごく短時間の異常をマスクすることができ、あるいは、ノイズの影響等による異常の誤検出を防止できる。
The abnormality detection circuit may determine that an abnormality has occurred when a state in which the detected current is lower than the threshold value continues for a predetermined time during the lighting period of the corresponding light source.
As a result, it is possible to mask a very short time abnormality that does not require circuit protection or to prevent erroneous detection of abnormality due to the influence of noise or the like.
しきい値は所定値であってもよい。あるいはしきい値は、目標電流に応じてもよい。 The threshold value may be a predetermined value. Alternatively, the threshold value may depend on the target current.
複数の駆動ユニットと複数の光源は、ケーブルハーネスを介して着脱可能に接続されてもよい。 The plurality of drive units and the plurality of light sources may be detachably connected via a cable harness.
本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、複数の光源と、上述のいずれかの駆動装置と、を備える。 Another aspect of the present invention relates to a vehicular lamp. The vehicular lamp includes a plurality of light sources and any one of the driving devices described above.
本発明のある態様によれば、さまざまな故障モードを確実に検出できる。 According to an aspect of the present invention, various failure modes can be reliably detected.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected to each other in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
また本明細書において、電圧信号、電流信号などの電気信号、あるいは抵抗、キャパシタなどの回路素子に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値、容量値を表すものとする。 Further, in this specification, electrical signals such as voltage signals and current signals, or symbols attached to circuit elements such as resistors and capacitors indicate the respective voltage values, current values, resistance values, and capacitance values as necessary. It shall represent.
図2は、実施の形態に係る駆動装置200を備える車両用灯具100のブロック図である。駆動装置200は、図1と同様に、複数の光源102_1〜102_Nとともに使用され、全体として車両用灯具100を構成する。
FIG. 2 is a block diagram of the
駆動装置200は、複数の駆動ユニット202_1〜202_Nを備える。複数の駆動ユニット202_1〜202_Nは、複数の光源102_1〜102_Nに対応して設けられる。i番目の駆動ユニット202_iはそれぞれ、共通の入力電圧VINを受け、対応する光源102_iに駆動電圧を供給するとともに、対応する光源102_iに流れる電流IDRViを目標輝度に応じた目標電流IREFiに安定化可能に構成される。
The
複数の駆動ユニット202はそれぞれ、コンバータ210、コントローラ212、異常検出回路214を備える。第iチャンネルCHiに着目すると、コンバータ210_iは、入力電圧VINを昇圧、降圧もしくは反転する。コントローラ212_iは、コンバータ210_iから、対応する光源102_iに対して流れ出るソース電流ISRCi、対応する光源102_iからコンバータ210_iに流れ込むシンク電流ISNKiのうちの一方が、目標電流IREFiと一致するように、コンバータ210_iのスイッチング動作を制御する。たとえばコントローラ212_iには、図示しないマイコンやプロセッサから、目標電流IREFiを指示する信号S1_iと、対応する光源102_iのオン(点灯)・オフ(消灯)を指示する信号S2_iが入力される。コントローラ212の内部構成は特に限定されず、公知の回路を用いればよい。コントローラ212の制御方式としては、電圧モード制御、ピーク電流モード制御、平均電流モード制御、ヒステリシス制御(バンバン制御)などが知られており、いずれを用いてもよい。
Each of the plurality of
また各チャンネルのコントローラ212_iは、(a)ソース電流ISRCiが、その目標電流IREFiに保たれているか、(b)対応する光源102のアノード(Ai)−カソード(Ki)間の電圧が正常範囲にあるか、を判定可能となっている。 The controller 212_i of each channel, (a) the source current I SRCI is either its is kept to the target current I REFi, (b) the anode of the corresponding light sources 102 (Ai) - voltage between the cathode (Ki) normal Whether it is within the range can be determined.
異常検出回路214_iは、ソース電流ISRCとシンク電流ISNKのうちの他方にもとづいて異常を検出する。異常検出回路214は、正常時に、判定信号S3_1をアサート(たとえばハイレベル)し、異常時に判定信号S3_1をネゲート(たとえばローレベル)する。本実施の形態ではコントローラ212_iは、ソース電流ISRCにもとづいてコンバータ210を制御し、異常検出回路214_iは、シンク電流ISNKにもとづいて異常検出を行うものとする。
Abnormality detection circuit 214_i detects an abnormality based on the other of the source current I SRC and sink current I SNK. The
以上が駆動装置200および車両用灯具100の全体構成である。続いてその動作を説明する。
The above is the overall configuration of the
正常状態において、第iチャンネルCHiのコンバータ210_iは、そのソース電流ISRCiを目標値IREFiに安定化している。 In the normal state, the converter 210_i of the i-th channel CHi is to stabilize the source current I SRCI to the target value I REFi.
任意の2つのチャンネルCHi、CHj(i≠j)に着目する。2つのチャンネルの配線同士のショートには、以下の組み合わせが考えられる。
(i)第iチャンネルCHiのカソード(Ki)と第jチャンネルCHjのカソード(Kj)のショート
(ii)第iチャンネルCHiのアノード(Ai)と第jチャンネルCHjのカソード(Kj)のショート
(iii)第iチャンネルCHiのカソード(Ki)と第jチャンネルCHjのアノード(Aj)のショート
(iv)第iチャンネルCHiのアノード(Ai)と第2チャンネルCHjのアノード(Aj)のショート
Focus on any two channels CHi and CHj (i ≠ j). The following combinations are conceivable for the short circuit between the wirings of the two channels.
(I) Short-circuit between the cathode (Ki) of the i-th channel CHi and the cathode (Kj) of the j-th channel CHj (ii) Short-circuit between the anode (Ai) of the i-th channel CHi and the cathode (Kj) of the j-th channel CHj (iii) ) Short circuit between the cathode (Ki) of the i-th channel CHi and the anode (Aj) of the j-th channel CHj. (Iv) Short circuit between the anode (Ai) of the i-th channel CHi and the anode (Aj) of the second channel CHj.
故障モード(i)では、第iチャンネルCHi、第jチャンネルCHi両方の光源102_i、102_jが正常に点灯する。この故障モード(i)は、異常状態として検出する必要はない。 In the failure mode (i), the light sources 102_i and 102_j of both the i-th channel CHi and the j-th channel CHi are normally lit. This failure mode (i) need not be detected as an abnormal state.
故障モード(ii)では、第iチャンネルCHiの光源102_iが消灯し、第jチャンネルCHjの光源102_jが正常に点灯する。そして、第iチャンネルCHiにおいては、アノード(Ai)−カソード(Ki)間の電圧が低下して正常範囲から逸脱したり、ソース電流ISRCiが目標電流IREFiから逸脱するため、コントローラ212_iによって異常(ショート)を検出できる。さらにはシンク電流ISNKが減少するため、異常検出回路214_iによっても異常は検出できる。 In the failure mode (ii), the light source 102_i of the i-th channel CHi is turned off, and the light source 102_j of the j-th channel CHj is normally turned on. Then, in the i-th channel CHi, anode (Ai) - cathode (Ki) or deviating voltages of the normal range and decreases during, the source current I SRCI deviates from the target current I REFi, abnormal by the controller 212_i (Short) can be detected. Further, since the sink current I SNK decreases, abnormality by the abnormality detection circuit 214_i can detect.
故障モード(iii)では、第jチャンネルCHjの光源102_jが消灯し、第iチャンネルCHiの光源102_iが正常に点灯する。そして、第jチャンネルCHjにおいては、アノード(Ai)−カソード(Ki)間の電圧が低下して正常範囲から逸脱したり、ソース電流ISRCjが目標電流IREFjから逸脱するため、コントローラ212_jによって異常(ショート)を検出できる。さらにはシンク電流ISNKが減少するため、異常検出回路214_iによっても異常は検出できる。 In the failure mode (iii), the light source 102_j of the j-th channel CHj is turned off and the light source 102_i of the i-th channel CHi is normally turned on. In the j-th channel CHj, the voltage between the anode (Ai) and the cathode (Ki) decreases and deviates from the normal range, or the source current I SRCj deviates from the target current I REFj. (Short) can be detected. Further, since the sink current I SNK decreases, abnormality by the abnormality detection circuit 214_i can detect.
故障モード(iv)では、光源102_i、102_jの合計電流が、IREFi+IREFjに安定化される。光源102_iを含む経路のインピーダンスZi、光源102_jを含む経路のインピーダンスZjの間に、Zi>Zjの関係が成り立つとすると、駆動装置200により生成される電流は、光源102_jに集中して流れ、光源102_iにはほとんど流れない。そうすると、第jチャンネルCHjのシンク電流ISNKjが増大し、第iチャンネルCHiのシンク電流ISNKiが減少することとなり、異常検出回路214_jあるいは214_iによって異常が検出される。
In the failure mode (iv), the light source 102_I, the total current of 102_j is stabilized I REFi + I REFj. If a relationship of Zi> Zj is established between the impedance Zi of the path including the light source 102_i and the impedance Zj of the path including the light source 102_j, the current generated by the driving
以上が車両用灯具100および駆動装置200の原理である。このように、実施の形態に係る車両用灯具100および駆動装置200によれば、さまざまな故障モードを確実に検出することができる。
The above is the principle of the
続いて、駆動ユニット202の具体的な構成例を説明する。図3は、駆動ユニット202の構成例を示す回路図である。
Next, a specific configuration example of the
図3のコンバータ210は、入力電圧VINを昇圧し、出力電圧VOUTを生成する。コンバータ210は、入力キャパシタC11、インダクタL1、スイッチングトランジスタM1、ダイオードD1、出力キャパシタC12、C13を備える。コンバータ210のトポロジーは一般的なブースト(Boost)コンバータであるため、説明を省略する。コンバータ210は、入力電圧VINを光源102のカソードに、出力電圧VOUTをそのアノードに印加する。したがって光源102の両端間には、VOUT−VINの駆動電圧が印加される。
The
コントローラ212は、コンバータ210を制御可能に構成されたIC(Integrated Circuit)である。コントローラ212の接地(GND)端子は接地され、駆動(DRV)端子は、スイッチングトランジスタM1のゲートと接続される。コントローラ212の電流制御(ICTRL)端子には図示しないプロセッサから、目標電流IREFを指示する信号S1aが入力される。またコントローラ212のパルス幅変調調光(PWMDIM)端子には、光源102をPWM駆動する際の、点灯期間と消灯期間のデューティ比を指示する信号S1bが入力される。
The
ソース電流ISRCの経路上には、電流検出用の第1抵抗Rs1が挿入されて、第1抵抗Rs1の両端間には、ソース電流ISRCに比例した電圧降下Vs1が発生する。コントローラ212の電流検出端子IS+、IS−には、第1抵抗Rs1の両端の電圧が入力される。コントローラ212は、電流検出端子IS+、IS−の電位差Vs1が目標電流IREFに応じた基準電圧VREFと一致するように、スイッチングトランジスタM1のゲートに供給するスイッチング信号S4のデューティ比を調節する。第1抵抗Rs1と並列に、ノイズ除去用のキャパシタC14を設けてもよい。
On the path of the source current I SRC, is inserted first resistor Rs1 for current detection, are across the first resistor Rs1, the voltage drop Vs1 proportional to the source current I SRC is generated. A voltage across the first resistor Rs1 is input to the current detection terminals IS + and IS− of the
コントローラ212は、過電圧検出機能を備える。コントローラ212の過電圧保護(OVP:Over Voltage Protection)端子には、抵抗R11、R12によって分圧された出力電圧VOUT’が入力される。コントローラ212は、その内部において、電圧VOUT’を所定のしきい値VOVPと比較し、過電圧状態を検出可能となっている。コントローラ212は、過電圧状態を検出すると、異常信号FLTをアサート(たとえばハイレベル)し、外部のプロセッサに通知するとともに、光源102の駆動を停止する。
The
シンク電流ISNKの経路上には、電流検出用の第2抵抗Rs2が挿入され、第2抵抗Rs2の両端間には、シンク電流ISNKに比例した電圧降下Vs2が発生する。異常検出回路214は、第2検出抵抗Rs2の電圧降下をしきい値VSHRTと比較することにより、異常を検出する。しきい値VSHRTは、所定の値であってもよいし、目標電流IREFに応じた値であってもよい。
Sink current On path I SNK, second resistor Rs2 for current detection is inserted, between the two ends of the second resistor Rs2, a voltage drop Vs2 proportional to the sink current I SNK occurs. The
異常検出回路214は、その検出精度がコントローラ212の検出精度よりも低く構成される。なぜなら、異常検出回路214には、異常の発生の有無を検出しうる精度があれば足り、電流のフィードバック制御に必要とされる精度までは要求されないからである。これにより、回路構成を簡素化でき、回路面積やコストを低減できる。
The
好ましくは、異常検出回路214は、対応する光源102の消灯期間において、異常の検出動作を停止するよう構成される。言い換えれば、消灯期間において、判定信号S3は正常を示すレベル(アサート)に固定される。
Preferably, the
また異常検出回路214は、対応する光源102の点灯期間において、検出される電流ISNKがしきい値より低い状態が、所定時間τ持続したときに、異常と判定するよう構成される。これにより、回路保護が不要であるごく短時間の異常をマスクすることができ、あるいは、ノイズの影響等による異常の誤検出を防止できる。
In addition, the
図4は、異常検出回路214の構成例を示す回路図である。異常検出回路214は、主として、トランジスタQ1〜Q4、抵抗R21〜R24、ダイオードD21、を含む。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the
トランジスタQ1、Q2はカレントミラー回路を形成しており、トランジスタQ1は、抵抗R21によりバイアスされる。トランジスタQ2のコレクタには、キャパシタC21、抵抗R22が接続される。トランジスタQ3は、キャパシタC21と並列に設けられる。トランジスタQ3は、光源102のオン、オフと同期して制御され、光源102の消灯期間においてオン、点灯期間においてオフする。
Transistors Q1 and Q2 form a current mirror circuit, and transistor Q1 is biased by resistor R21. A capacitor C21 and a resistor R22 are connected to the collector of the transistor Q2. Transistor Q3 is provided in parallel with capacitor C21. The transistor Q3 is controlled in synchronization with the
トランジスタQ1、Q2のベースエミッタ間電圧Vbe1、Vbe2には、以下の関係式が成り立つ。
Vbe1=Vbe2+Rs2×ISNK
The following relational expressions hold for the base-emitter voltages Vbe1 and Vbe2 of the transistors Q1 and Q2.
Vbe1 = Vbe2 + Rs2 × I SNK
光源102が消灯の間、トランジスタQ3はオンであり、したがってキャパシタC21の電圧VC21はゼロとなる。
While the
光源102が点灯の間、トランジスタQ3はオフする。回路が正常であるとき、つまり十分に大きなシンク電流ISNKが流れているとき、第2抵抗Rs2には、大きな電圧降下Rs2×ISNKが発生する。このときトランジスタQ2のベースエミッタ間電圧Vbe2は小さくなり、トランジスタQ2がオフとなる。このときキャパシタC21には電流IQ2が供給されないため、キャパシタC21の電圧VC21は、ゼロとなる。
While the
キャパシタC21の電圧VC21は、ダイオードD21および抵抗R23によってレベルシフトされ、レベルシフトされた電圧VR23はトランジスタQ4のベースに入力される。回路が正常であるとき、トランジスタQ4はオフであり、したがって判定信号S3は、ハイレベル(アサート)される。ダイオードD21、抵抗R23は、他の回路素子の組み合わせであってもよい。 The voltage V C21 of the capacitor C21 is level-shifted by the diode D21 and the resistor R23, and the level-shifted voltage V R23 is input to the base of the transistor Q4. When the circuit is normal, the transistor Q4 is off, and therefore the determination signal S3 is high (asserted). The diode D21 and the resistor R23 may be a combination of other circuit elements.
光源102が点灯の間、回路が異常であるとき、つまりシンク電流ISNKが減少すると、第2抵抗Rs2の電圧降下Rs2×ISNKが小さくなる。このときトランジスタQ2のベースエミッタ間電圧Vbe2は大きくなり、トランジスタQ2がオンする。このときキャパシタC21にはトランジスタQ2から電流IQ2が供給され、充電される。その結果、キャパシタC21の電圧VC21が上昇する。このときの上昇速度は、抵抗R22およびキャパシタC21の容量値に応じている。
During the
キャパシタC21の電圧VC21の上昇にともない、トランジスタQ4のベース電圧VR23が上昇する。そしてトランジスタQ4のベース電圧が0.7Vを超えると、トランジスタQ4がオンし、判定信号S3がネゲート(ローレベル)される。 With the increase in the voltage V C21 of the capacitor C21, the base voltage V R23 of transistor Q4 rises. When the base voltage of the transistor Q4 exceeds 0.7V, the transistor Q4 is turned on and the determination signal S3 is negated (low level).
さらに図4の駆動装置200においては、コントローラ212に対して、判定信号S3が入力され、過電圧状態のみでなく、異常検出回路214により異常が検出されたときも、異常信号FLTをアサートし、外部のマイコンに通知可能となっている。
Further, in the
具体的には、判定信号S3は、トランジスタQ5および抵抗R25を介して、抵抗R11、R12の接続点に入力される。異常検出回路214により異常が検出され、判定信号S3がローレベルとなると、トランジスタQ5がオンし、OVP端子VOUT’が電源電圧VDD付近までプルアップされる。その結果、過電圧検出用のコンパレータCMP1において、VOVP<VOUT’となるため、異常信号FLTがハイレベルとなる。異常検出回路214による検出結果が正常であるとき、判定信号S3はハイレベルでありトランジスタQ5はオフである。この場合には、トランジスタQ5、R25は無視され、したがって出力電圧VOUTを分圧した電圧が、OVP端子に入力され、過電圧判定が行われる。
Specifically, the determination signal S3 is input to the connection point of the resistors R11 and R12 via the transistor Q5 and the resistor R25. When an abnormality is detected by the
図5は、図4の異常検出回路の動作波形図である。図5には、点灯期間中の時刻t0においてショート故障が発生した様子が示される。ショート故障が発生すると、ISNKが減少し、トランジスタQ2に電流IQ2が流れる。この電流IQ2によってキャパシタC21が充電されると、キャパシタC21の電圧VC21は、CR時定数にしたがって増大する。これに追従して、トランジスタQ4のベース電圧VR23が増大する。時刻t1に、ベース電圧VR23がトランジスタQ4のしきい値Vfより大きくなると、トランジスタQ4がオンし、判定信号S3がローレベルとなる。時刻t2にOVP端子の電圧VOUT’がしきい値電圧VOVPを超えると、異常信号FLTがアサート(ハイレベル)される。 FIG. 5 is an operation waveform diagram of the abnormality detection circuit of FIG. FIG. 5 shows a state in which a short circuit failure has occurred at time t0 during the lighting period. When a short circuit fault occurs, I SNK decreases and current I Q2 flows through transistor Q2. When the capacitor C21 is charged by the current IQ2, the voltage V C21 of the capacitor C21 increases according to the CR time constant. And following this, the base voltage V R23 of transistor Q4 is increased. When the base voltage VR23 becomes larger than the threshold value Vf of the transistor Q4 at time t1, the transistor Q4 is turned on and the determination signal S3 becomes low level. When the voltage V OUT ′ at the OVP terminal exceeds the threshold voltage V OVP at time t2, the abnormal signal FLT is asserted (high level).
図4の異常検出回路214によれば、対応する光源102の消灯期間において、判定信号S3はハイレベルに固定されるため、異常の検出動作を停止することができる。これにより、制御による積極的な消灯時にシンク電流ISNKが減少した状態を、異常判定の対象から除外することができる。
According to the
また、図4の異常検出回路214によれば、対応する光源102の点灯期間において、検出される電流ISNKがしきい値より低い状態が、所定時間τ持続したときに、異常と判定することができる。所定時間τは、キャパシタC21の容量および抵抗R22の抵抗値に応じて設定可能である。
Further, according to the
最後に、車両用灯具100の用途を説明する。図6は、車両用灯具100を備えるランプユニット(ランプアッシー)500の斜視図である。ランプユニット500は、透明のカバー502、ハイビームユニット504、ロービームユニット506、筐体508を備える。上述の車両用灯具100は、たとえばハイビームユニット504に用いることができる。複数の光源102は、それぞれが異なる領域を照射するように、たとえば横方向に一列に配置される。そして、車両の走行状態において、車両側のコントローラ、たとえばECU(電子制御ユニット)により、照射すべき領域が適応的に選択される。車両用灯具100には、照射すべき領域を指示するデータが入力され、車両用灯具100は、指示された領域に対応する光源102を点灯させる。
Finally, the use of the
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.
(変形例1)
実施の形態では、コントローラ212がソース電流ISRCにもとづいて電流制御を行い、異常検出回路214がシンク電流ISNKにもとづいて異常検出を行う場合を説明したが本発明はそれには限定されず、コントローラ212がシンク電流ISNKにもとづいて電流制御を行い、異常検出回路214がソース電流ISRCにもとづいて異常検出を行ってもよい。
(Modification 1)
In the embodiment, the case where the
(変形例2)
実施の形態ではコンバータ210がブーストコンバータである場合を説明したが、コンバータ210の構成、形式は特に限定されない。コンバータ210は、同期整流型のブーストコンバータ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ、Cukコンバータ、SEPICコンバータ、Zetaコンバータなど、公知のさまざまな形式を採用しうる。あるいはコンバータ210は降圧コンバータ、昇降圧コンバータであってもよい。また、コンバータ210の出力電圧は負電圧であってもよい。
(Modification 2)
Although the case where
(変形例3)
実施の形態では、コンバータ210の入力電圧VINと出力電圧VOUTを、光源102のカソード、アノードに供給する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば、光源102のカソードに接地電圧VGNDを供給し、アノードに出力電圧VOUTを供給してもよい。コンバータ210が負の出力電圧VOUTを生成する場合、アノードに入力電圧VINもしくは接地電圧VGNDを供給し、カソードに出力電圧VOUTを供給してもよい。
(Modification 3)
In the embodiment, the case where the input voltage V IN and the output voltage V OUT of the
(変形例4)
実施の形態では、コンバータ210のスイッチングトランジスタM1のデューティ比を調節することで、光源102に供給する駆動電流IDRVを目標値に安定化させる場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば、光源102と直列に、目標電流IREFに安定化された電流を生成する定電流源を接続し、光源102と定電流源の直列接続回路の両端間に、コンバータ210の出力電圧VOUTを供給するようにしてもよい。
(Modification 4)
In the embodiment, the case where the drive current I DRV supplied to the
(変形例5)
異常検出回路214の構成は、図4のそれには限定されない。当業者によれば、図4の構成以外にも、ソース電流ISNK(あるいはシンク電流ISNK)を、しきい値と比較可能な異常検出回路214が存在することが理解される。
(Modification 5)
The configuration of the
図4の異常検出回路214は、以下のように把握することができる。
異常検出回路214は、検出対象の電流ISNKを電圧Vs2に変換するI/V変換回路(Rs2)と、変換された電圧Vs2に応じた電流(IQ2)を生成するV/I変換回路(Q1,Q2,R21)と、V/I変換回路により充電されるキャパシタC21と、キャパシタC21の電圧VC21を所定のしきい値と比較する比較回路(D21,R23,Q4)を備える。
The
The
I/V変換回路、V/I変換回路、比較回路それぞれを、図4のそれとは異なる構成としうることは、当業者には理解されるところである。たとえば比較回路は、電圧コンパレータで構成してもよい。また、V/I変換回路は、トランスコンダクタンスアンプ(gmアンプ)を用いて構成してもよい。 It will be understood by those skilled in the art that each of the I / V conversion circuit, the V / I conversion circuit, and the comparison circuit may have a configuration different from that of FIG. For example, the comparison circuit may be composed of a voltage comparator. The V / I conversion circuit may be configured using a transconductance amplifier (gm amplifier).
あるいは、V/I変換回路、I/V変換回路を省略し、第2抵抗Rs2の電圧降下を所定のしきい値と比較する構成としてもよい。たとえば第2抵抗Rs2の電圧降下を、電圧コンパレータを用いて、所定のしきい値電圧と比較する構成としてもよい。この場合、しきい値電圧を、駆動電流IDRVの目標電流IREFに応じて可変としてもよい。 Alternatively, the V / I conversion circuit and the I / V conversion circuit may be omitted, and the voltage drop of the second resistor Rs2 may be compared with a predetermined threshold value. For example, the voltage drop of the second resistor Rs2 may be compared with a predetermined threshold voltage using a voltage comparator. In this case, the threshold voltage may be variable according to the target current I REF of the drive current I DRV .
(変形例6)
図6のランプユニット500では、ハイビームユニット504に図2の車両用灯具100を使用する場合を説明したが、それに代えて、あるいはそれに加えて、ロービームユニット506に車両用灯具100を用いてもよい。
(Modification 6)
In the
(変形例7)
実施の形態では、駆動装置200と複数の光源102の間が、ケーブルハーネス108を介して着脱可能に接続される場合を説明したが本発明はそれには限定されない。ケーブルハーネス108に代えて、プリント基板上に形成された配線や、着脱不能な固定されたケーブルが用いられてもよい。
(Modification 7)
In the embodiment, the case where the
(変形例8)
実施の形態では、光源102がLEDで構成される場合を説明したが、光源102は、LD(レーザダイオード)、有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子など、別の半導体光源を用いて構成されてもよい。
(Modification 8)
In the embodiment, the case where the
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.
2…電池、4…スイッチ、100…車両用灯具、102…光源、108…ケーブルハーネス、200…駆動装置、202…駆動ユニット、210…コンバータ、212…コントローラ、214…異常検出回路、500…ランプユニット、502…カバー、504…ハイビームユニット、506…ロービームユニット、508…筐体。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の光源に対応して設けられ、それぞれが共通の入力電圧を受け、対応する前記光源に駆動電圧を供給するとともに、対応する前記光源に流れる電流を目標輝度に応じた目標電流に安定化可能に構成された複数の駆動ユニットを備え、
前記複数の駆動ユニットはそれぞれ、
前記入力電圧を昇圧、降圧もしくは反転するコンバータと、
前記コンバータから対応する前記光源に対して流れ出るソース電流、対応する前記光源から前記コンバータに流れ込むシンク電流のうちの一方が、前記目標電流と一致するように前記コンバータを制御するコントローラと、
前記ソース電流と前記シンク電流のうちの他方にもとづいて、異常を検出する異常検出回路と、
を含むことを特徴とする駆動装置。 A drive device used with a plurality of light sources to constitute a vehicular lamp,
Provided corresponding to the plurality of light sources, each receiving a common input voltage, supplying a driving voltage to the corresponding light source, and stabilizing a current flowing through the corresponding light source to a target current corresponding to a target luminance With a plurality of drive units configured to be possible,
Each of the plurality of drive units is
A converter for stepping up, stepping down or inverting the input voltage;
A controller that controls the converter so that one of a source current flowing from the converter to the corresponding light source and a sink current flowing from the corresponding light source to the converter matches the target current;
An abnormality detection circuit for detecting an abnormality based on the other of the source current and the sink current;
A drive device comprising:
請求項1から5のいずれかに記載の駆動装置と、
を備えることを特徴とする車両用灯具。 Multiple light sources;
A driving device according to any one of claims 1 to 5;
A vehicular lamp characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014020003A JP2015147445A (en) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Vehicle lighting appliance and its drive device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2015147445A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021100647A1 (en) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle lamp and control ic |
CN113710537A (en) * | 2019-04-11 | 2021-11-26 | 株式会社小糸制作所 | Vehicle lamp and lighting circuit thereof |
-
2014
- 2014-02-05 JP JP2014020003A patent/JP2015147445A/en active Pending
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WO2021100647A1 (en) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle lamp and control ic |
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