JP4345421B2 - Vehicle lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用照明装置に関するものであり、特に自動車の前照灯の点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicular lighting device, and more particularly to a lighting device for an automotive headlamp.
放電灯を自動車の前照灯に使用する場合、放電灯を瞬時点灯及び再始動させなければならないが、瞬時点灯の場合は始動時に高電圧パルスを印加して放電を開始させた後、直ちに定格の6倍程度の電流を流して急速に立ち上げる必要がある。従来の技術、例えば、特開平9−232091号公報に開示されるような放電灯点灯装置では、放電灯の管電圧に応じて補正制御を行い、光立ち上げのオーバーシュート、アンダーシュートを抑制する手段により放電灯の光立ち上げ特性を確保している。なお、特許文献1は車両に使用する放電灯点灯装置にLEDによる寿命の表示を加えたもので光出力補助の効果は無い。
従来の技術では、管電圧の変化に応じた光立ち上げの制御は可能であるが、自動車の前照灯に使用する際に必要な光立ち上げ特性を確保するためには、図15に示すように光立ち上げ時に放電灯へ75W程度の高電力を供給する必要があり、放電灯点灯装置の大型化を招き、また、過剰な電力の注入による放電灯の寿命低下が考えられる。 In the prior art, it is possible to control the light start-up according to the change in tube voltage. However, in order to ensure the light start-up characteristics necessary for use in an automotive headlamp, it is shown in FIG. As described above, it is necessary to supply high power of about 75 W to the discharge lamp when the light is turned on, leading to an increase in the size of the discharge lamp lighting device, and a decrease in the life of the discharge lamp due to excessive power injection.
本発明の車両用照明装置は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、車両用の放電灯2を装着される灯具1と、前記放電灯2を始動・点灯せしめる放電灯点灯装置3と、前記放電灯2の照射範囲内に光を照射し得るLEDランプ4と、前記放電灯点灯装置3の光出力が不足する時間に前記LEDランプ4により前記放電灯2の光出力補助を行うように前記LEDランプ4の光出力を制御するLEDコントローラ5とからなり、前記放電灯点灯装置3は、前記放電灯2の始動期間には図11、図15に示すように安定点灯時に比べて投入電力を大きくすることで放電灯2の光出力を立ち上げる光立ち上げ制御手段を具備し、前記LEDコントローラ5は図5(b)に示すように前記放電灯2の安定点灯時に前記LEDランプ4の光出力を増加させるよう制御し、このLEDランプ4の光出力が増加する期間では前記放電灯点灯装置3は図5(a)に示すように前記放電灯2への投入電力を低下させるように制御することを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, a vehicle lighting device according to the present invention includes a
本発明によれば、自動車で必要とする光立ち上げ特性を確保するために、放電灯で大電力を必要とする光立ち上げ時をLEDランプにより補助することにより、放電灯点灯装置より出力する電力を低減でき、放電灯点灯装置の小型化、放熱設計の容易化、電子部品の電流・電圧ストレスの低減が図れる。また、LEDコントローラは放電灯の安定点灯時にLEDランプの光出力を増加させるよう制御し、このLEDランプの光出力が増加する期間では放電灯点灯装置は放電灯への投入電力を低下させるように制御することにより、安定点灯時の放電灯の出力を低減でき、放電灯の寿命低下を抑制できる。 According to the present invention, in order to ensure the light start-up characteristics required for an automobile, the LED lamp assists the light start-up time that requires a large amount of power in the discharge lamp, and outputs from the discharge lamp lighting device. The power can be reduced, the discharge lamp lighting device can be downsized, the heat radiation design can be facilitated, and the current / voltage stress of the electronic components can be reduced. Also, the LED controller controls to increase the light output of the LED lamp when the discharge lamp is stably lit, and the discharge lamp lighting device decreases the input power to the discharge lamp during the period when the light output of the LED lamp increases. By controlling, the output of the discharge lamp at the time of stable lighting can be reduced, and the lifetime reduction of the discharge lamp can be suppressed.
図1に本発明の車両用照明装置の基本構成例を示す。本発明の車両用照明装置は、所定の配光特性を得るための灯具1と、灯具1に装着される放電灯2と、放電灯2を始動・点灯せしめる放電灯点灯装置3と、放電灯2の照射範囲内に光を照射し得るLEDランプ4と、LEDランプ4を制御するLEDコントローラ5からなる。
FIG. 1 shows an example of the basic configuration of a vehicle lighting device according to the present invention. The vehicle lighting device of the present invention includes a
放電灯点灯装置3は、例えば、車載用のバッテリー等の直流電源からの直流電圧を電圧変換するコンバータ回路と、コンバータ回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、放電灯起動用の高圧パルスを発生させて放電灯を起動させるイグナイタ回路と、放電灯の管電圧を検出する管電圧検出回路と、放電灯の管電流を検出する管電流検出回路と、検出した管電圧及び管電流に応じてコンバータ回路及びインバータ回路を制御することで放電灯に対する出力を最適に調節する制御回路を備えている。また、LEDコントローラ5は、車載用のバッテリー等の直流電源からの直流電圧を制御してLEDランプ4に対する出力を制御する制御回路を備えている。
The discharge
放電灯を自動車のヘッドランプに使用する際はECEのレギュレーションで規格化されており、その規格には点灯開始から1秒の時点で安定時光量の25%、4秒の時点で80%の光を出力する必要があると規格化されている。従来の技術で述べたように、放電灯は定格の光を出力するまでに数秒の時間を要し、また数秒で光出力を立ち上げるためには、始動から数秒間75W程度の高電力を放電灯に供給しなければならない。一方、LEDランプは一般的に知られているように、瞬時に光を出力できる特長を持つ。 When a discharge lamp is used for an automobile headlamp, it is standardized by ECE regulation. The standard is 25% of the light quantity at the time of 1 second from the start of lighting and 80% light at the time of 4 seconds. It is standardized that it is necessary to output. As described in the prior art, a discharge lamp requires several seconds to output rated light, and in order to start up the light output in several seconds, a high power of about 75 W is discharged for several seconds from the start. Must be supplied to the light. On the other hand, as is generally known, LED lamps have the feature that they can output light instantaneously.
そこで、上記の構成において、照明装置の電源“ON”で放電灯2とLEDランプ4を併用する。図2に本照明装置の動作を示す。図2(a),(b)のように放電灯とLEDランプの光出力を制御し、車両用照明装置、例えば、ヘッドランプからは図2(c)のように放電灯とLEDランプの光出力の“和”が出力される。したがって、放電灯の光立ち上げのための最大供給電力は75W未満で良い。
Therefore, in the above configuration, the
本発明によれば、放電灯の短所である始動時の光立ち上げをLEDランプで補助することにより、立ち上げ時の必要光量を放電灯のみで確保する場合と比べて、光立ち上げ時の放電灯への電力供給を低減でき、放電灯点灯装置の小型化、放熱設計の容易化、電子部品の電流・電圧ストレスの低減が図れる。 According to the present invention, the LED lamp assists the start-up of light at the start, which is a disadvantage of the discharge lamp, so that the amount of light required at the start-up can be secured only by the discharge lamp. The power supply to the discharge lamp can be reduced, the discharge lamp lighting device can be downsized, the heat radiation design can be facilitated, and the current / voltage stress of the electronic components can be reduced .
(前提となる構成1)
図3に前提となる構成1の動作を示す。基本構成は図1と同様で、LEDコントローラ5はLEDランプ4の調光制御を行う。上記の構成において、LEDコントローラ5は電圧・電流制御又は点灯個数の変更により、LEDランプ4からの光出力を制御する。図3(a),(b)のように、放電灯とLEDランプの光出力を制御し、図3(c)の光を照明装置より出力する。放電灯の光立ち上げのための最大供給電力は75W未満で良い。また、放電灯の安定点灯時にはLEDランプは消灯させることができる。しかも、LEDランプの光量は点灯開始時から漸減するように制御されるので、LEDランプ消灯時に運転者に違和感を与えることなく消灯できることにより、安全走行ができる。 (Prerequisite configuration 1)
FIG. 3 shows the operation of the first configuration . The basic configuration is the same as in FIG. 1, and the
(前提となる構成2)
図4に前提となる構成2の動作を示す。基本構成は図1と同様であるが、本例では、放電灯点灯装置から点灯開始時間の情報をLEDコントローラへ送り、LEDコントローラはその情報より予め設定されているタイムテーブルによりLEDランプを点灯制御する。
上記の構成において、点灯開始から1秒時点まではLEDランプの光出力を100%とし、放電灯の光が立ち上がる点灯開始から10秒時点までにかけて、徐々にLEDランプの光出力を低下する。
(Assumption 2)
FIG. 4 shows the operation of
In the above configuration, the light output of the LED lamp is set to 100% from the start of lighting to the time of 1 second, and the light output of the LED lamp is gradually reduced from the start of lighting where the light of the discharge lamp starts up to the time of 10 seconds.
図4(a),(b)のように放電灯とLEDランプの光出力を制御し、図4(c)の光を照明装置より出力する。放電灯の光立ち上げのための最大供給電力は75W未満で良い。
本例によれば、放電灯の光が不足する時間のみをLEDランプにより補助することができ、運転者へ違和感を与えることなく、光制御することができ、安全走行ができる。
The light output of the discharge lamp and the LED lamp is controlled as shown in FIGS. 4A and 4B, and the light shown in FIG. 4C is output from the illumination device. The maximum supply power for starting up the light of the discharge lamp may be less than 75W.
According to this example , only the time when the light from the discharge lamp is insufficient can be assisted by the LED lamp, and the light can be controlled without giving the driver a sense of incongruity and safe driving can be performed .
(実施例1)
図5に実施例1の動作を示す。基本構成は図1と同様であるが、本実施例では、放電灯点灯装置の放電灯管電圧を検出する管電圧検出回路と、放電灯管電流を検出する管電流検出回路の検出値をLEDコントローラへ入力し、LEDコントローラは放電灯点灯装置の出力電力の情報を得る。その出力情報より、LEDコントローラは、LEDランプの光出力を制御する。これにより、安定点灯時には放電灯の出力を始動期間よりも少し低下させ、それにつれて全体の光量が略一定となるようにLEDランプを点灯させる。
本実施例によれば、安定点灯時の放電灯の出力を低減でき、放電灯の寿命低下を抑制できる。 Example 1
FIG. 5 shows the operation of the first embodiment. The basic configuration is the same as that of FIG. 1, but in this embodiment, the detection values of the tube voltage detection circuit for detecting the discharge lamp tube voltage of the discharge lamp lighting device and the tube current detection circuit for detecting the discharge lamp tube current are LED. Input to the controller, the LED controller obtains information on the output power of the discharge lamp lighting device. Based on the output information, the LED controller controls the light output of the LED lamp. Thereby, at the time of stable lighting, the output of the discharge lamp is slightly lowered from the starting period, and the LED lamp is turned on so that the entire light quantity becomes substantially constant along with this.
According to the present embodiment, the output of the discharge lamp at the time of stable lighting can be reduced, and the life reduction of the discharge lamp can be suppressed .
(前提となる構成3)
図6に前提となる構成3の動作を示す。本例は、実施例1に対する比較例であり、安定点灯時には放電灯の出力を低下させることなく、光量を追加するようにLEDランプを点灯させる。このように、LEDランプを追加的に点灯させることにより、夜間に光量が必要なときに、LEDランプにより光量を上げることができ、安全走行ができる。 (Prerequisite configuration 3)
FIG. 6 shows the operation of
(前提となる構成4)
図7に前提となる構成4の構成を示す。基本構成は図1と同様であるが、本例では、周囲の明るさを検出する光検出装置6を外部に備えている。放電灯点灯装置3は、放電灯2に高圧パルスを印加して放電灯2を始動させる高圧パルス発生回路33と、直流電源BTの直流電圧を昇降して放電灯2に供給する電圧/電流を制御する昇降圧コンバータ31と、昇降圧コンバータ31から出力される直流電圧を低周波で極性反転させて放電灯に低周波電力を供給するインバータ回路32と、放電灯2の管電流を検出する管電流検出部34と、放電灯の管電圧を検出する管電圧検出部35と、昇降圧コンバータ31とインバータ回路32を制御する制御回路36からなる。
(Assumption 4)
FIG. 7 shows the configuration of
制御回路36は、周囲の明るさを検出する光検出装置6の出力を受けて、光量制御のための指令を出力する制御手段指令部Gと、制御手段指令部Gの指令を受けて所定の出力電力を指令する目標電力設定部WXと、目標電力設定部Wにより設定された目標電力をランプ電圧検出部35で検出した電圧で除算し、供給するランプ電流の指令値を決定する目標電流設定部WX/Vla2と、目標電流設定部WX/Vla2にて設定されたランプ電流指令値とランプ電流検出部34によって検出した実際に流れているランプ電流を比較して誤差を検出し、昇降圧コンバータ31に信号を送るランプ電流誤差アンプP2と、その出力を受けて昇降圧コンバータ31のスイッチング素子をパルス幅制御する昇降圧コンバータ駆動部P1と、インバータ回路32のスイッチング素子を制御するインバータ駆動部L1とを備えている。インバータ駆動部L1は、インバータ回路32を低周波で極性反転動作させるための低周波発生回路と、この低周波発生回路の出力を受けてインバータ回路32のフルブリッジ構成またはハーフブリッジ構成の各スイッチング素子を駆動するための駆動回路とから構成されている。
The
上記の構成において、光検出装置6からは図8(a)に示す信号が放電灯点灯装置3に入力され、この検出値に応じて、放電灯点灯装置の目標電力設定部WXにより、図8(b)に示すような目標出力電力が定常時の出力として設定される。また、LEDコントローラ5は光検出装置6からの図8(a)に示すような検出値に応じて、図8(c)に示すような光出力となるようにLEDランプ4を制御する。
In the above configuration, the signal shown in FIG. 8A is input from the
本例によれば、周囲の明るさに応じて、放電灯の定常時の出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。また、必要光量はLEDランプにより補助するので、安全走行ができる。 According to this example , it is possible to perform output control in a steady state of the discharge lamp according to ambient brightness, and it is possible to suppress a decrease in the life of the discharge lamp. Further, since the necessary light quantity is assisted by the LED lamp, safe driving can be performed .
(前提となる構成5)
図9に前提となる構成5の動作を示す。基本構成は図7と同様であるが、本例では、周囲の明るさを検出する光検出装置6の出力を受けて、光量制御のための指令を出力する制御手段指令部Gに所定の閾値αを設定しておいて、昼間点灯と夜間点灯の指令を2値信号として出力する点が特徴である。制御手段指令部Gは、周囲の明るさが閾値α以下の場合は夜間と判定し、通常の出力制御を行うように目標電力設定部WXに夜間点灯のための指令信号“1”を出力し、周囲の明るさが閾値α以上の場合は昼間と判定し、通常より出力を低下した出力制御を行うように目標電力設定部WXに昼間点灯のための指令信号“0”を出力するように動作する。
(Assumption 5)
FIG. 9 shows the operation of
光検出装置6からは図9(a)に示す信号が放電灯点灯装置3に入力され、この信号を受けて、制御手段指令部Gは予め設定された閾値αと比較し、その比較判別結果に応じて、目標電力設定部WXには、図9(b)に示すような目標出力電力が設定されている。LEDコントローラ5は、制御手段指令部Gの指令信号を受けて図9(c)に示すようにLEDランプ4の光出力を制御する。すなわち、夜間点灯ではLEDランプ4を100%点灯とし、昼間点灯ではLEDランプ4を調光点灯させる。
9A is input to the discharge
本例によれば、昼間と夜間に応じた放電灯の定常時の出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。また、光量を必要としない昼間の点灯時には、消費電力を低減させることができるので、省エネルギーとなる。また、必要光量はLEDランプにより補助するので、安全走行ができる。 According to this example , the output control of the discharge lamp at the normal time according to daytime and nighttime can be performed, and the lifetime reduction of the discharge lamp can be suppressed. In addition, during daytime lighting that does not require light, power consumption can be reduced, thus saving energy. Further, since the necessary light quantity is assisted by the LED lamp, safe driving can be performed .
(前提となる構成6)
図10に前提となる構成6の構成を示す。本例の構成は図7の前提となる構成4と略同様であるが、本例では、光検出装置6より検出された信号を記憶できる情報記憶手段IMを具備する点が異なる。周囲の明るさは、点灯開始時に検出し、昼間点灯か夜間点灯かの判別信号を情報記憶手段IMに保持させておく。これにより、放電灯の始動時および定常時の出力は、情報記憶手段IMに保持された判別信号に基づいて制御される。すなわち、情報記憶手段IMから制御手段指令部Gに昼間点灯と夜間点灯の判別信号が入力され、目標電力設定部WXで昼間点灯と夜間点灯の判別信号に基づいてそれぞれの目標電力が設定され、放電灯の出力を制御する。例えば、昼間と判断した場合は、図11のテーブル1の目標出力電力、夜間と判断した場合は、図11のテーブル2の目標出力電力に設定し、出力制御を行う。
(Assumption 6)
FIG. 10 shows the configuration of
本例によれば、周囲の明るさに応じて放電灯の始動時および定常時の出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。また、光量を必要としない昼間の点灯時に、消費電力を低減させることができ、省エネルギーとなる。必要光量はLEDランプにより補助するので、安全走行ができる。 According to this example , it is possible to perform output control at the start time and steady state of the discharge lamp according to the ambient brightness, and it is possible to suppress a decrease in the life of the discharge lamp. In addition, power consumption can be reduced during daytime lighting that does not require a light amount, thus saving energy. Since the necessary amount of light is assisted by the LED lamp, safe driving is possible .
(前提となる構成7)
図12に前提となる構成7の構成を示す。本例の構成は図10の前提となる構成6と略同様であるが、本例では、情報記憶手段IMをリセットする手段RSと、時間をカウントするタイマーTJを具備する点が異なる。例えば、光検出装置6より検出された信号と、タイマー信号を演算し、一定時間内の光検出信号の変化が規定の値より大きくなった場合にリセット手段RSでは情報記憶手段IMの記憶をリセットし、情報記憶手段IMでは再び周囲の明るさ情報を取得して記憶し、始動時出力または定常時出力を最適制御する。そのとき、LEDランプにより光出力補助を行う。
本例によれば、昼間のトンネル走行時においても最適な出力制御を行うことができ、安全走行ができる。 (Prerequisite configuration 7)
FIG. 12 shows the configuration of configuration 7 as a premise . The configuration of this example is substantially the same as the
According to this example , optimum output control can be performed even during daytime tunnel traveling, and safe traveling can be performed .
(前提となる構成8)
前提となる構成8の基本構成は図7と略同様であるが、制御手段指令部Gの内部構成を図13に示す構成とした点が異なる。光束立ち上げ手段として、光検出装置6より検出された信号を演算部7に入力し、その検出信号に応じた最大電力を演算する。その演算結果を目標電力設定部WXに入力し、始動時の光束立ち上げ出力制御を行う。演算部7の演算内容としては、図14に示すように入力に対してリニアに出力を変化させる手段が考えられる。なお、放電灯の最大電力指令の変化に応じて、LEDランプにより光出力補助を行う。
本例によれば、周囲の明るさに応じて放電灯の始動時の光束立ち上げ出力制御を行うことができ、放電灯の寿命低下を抑制できる。 (Prerequisite configuration 8)
The basic configuration of the prerequisite configuration 8 is substantially the same as that in FIG. 7 except that the internal configuration of the control means command unit G is the configuration shown in FIG. As a beam raising means, a signal detected by the
According to this example , it is possible to perform the light flux rising output control at the start of the discharge lamp according to the ambient brightness, and it is possible to suppress a decrease in the life of the discharge lamp .
本発明は自動車の前照灯(ヘッドランプ)の点灯装置に利用できる。なお、自動二輪車の前照灯の昼間点灯・夜間点灯にも利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a lighting device for a headlight of an automobile. It can also be used for daytime and nighttime lighting of motorcycles.
1 灯具
2 放電灯
3 放電灯点灯装置
4 LEDランプ
5 LEDコントローラ
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