CN107757476A - 点灯电路以及车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

提供一种点灯电路，其能够对开路异常进行检测。点灯电路(400)对包含串联地连接的第1光源(302)以及第2光源(304)的发光单元(301)进行驱动。第1引脚(P1)与第1光源(302)的一端连接。第2引脚(P2)连接于第1光源(302)和第2光源(304)的连接节点。第3引脚(P3)与第2光源(304)的一端连接。驱动电路(414)向发光单元(301)供给驱动电流(ILAMP)。旁路开关(430)以及第1电阻(R1)在第2引脚(P2)和第3引脚(P3)之间并联地设置。异常检测电路(460)基于向旁路开关(430)施加接通信号时的、在第2引脚(P2)和第3引脚(P3)之间产生的检测电压(VDET)，对异常进行检测。

Description

点灯电路以及车辆用灯具
技术领域
本发明涉及在汽车等中使用的灯具。
背景技术
以前，作为车辆用灯具、特别是前照灯的光源，卤素灯、HID(High IntensityDischarge)灯是主流，但近年，取代它们而使用LED(发光二极管)、LD(半导体激光器)等半导体光源的车辆用灯具的开发不断进展。
在车辆用灯具中搭载多个光源，该多个光源的点灯/熄灯被独立控制。例如，有时在车辆用灯具中搭载近光用的光源和远光用的光源。图1(a)、(b)是本发明人研究出的具有多个光源的车辆用灯具的电路图。在各图中，第1光源302与近光对应，第2光源304与远光对应。
在图1(a)的车辆用灯具300U中，第1光源302以及第2光源304作为分体的发光单元而构成，经由独立的线束306、308与点灯电路400U连接。第1光源302、第2光源304、线束306、308以及点灯电路400U内的配线416形成串联的电流路径。
点灯电路400U具有驱动电路414、旁路开关430以及开关驱动器432。驱动电路414由(i)恒定电流输出的转换器、或者(ii)恒定电压输出的转换器和恒定电流电路的组合构成。
如果向LO端子供给电源电压VIN，则驱动电路414向包含第1光源302以及第2光源304的电流路径供给驱动电流(灯电流)ILAMP。
旁路开关430与第2光源304并联地设置，开关驱动器432在HI端子为高电平时，将旁路开关430断开。此时，向第2光源304供给驱动电流ILAMP，成为点灯状态。开关驱动器432在HI端子为低电平时，将旁路开关430接通。此时，驱动电流ILAMP在旁路开关430流动，第2光源304熄灯。
在图1(b)的车辆用灯具300V中，第1光源302和第2光源304作为1个发光单元301而构成，在发光单元301和点灯电路400V之间经由线束305连接。在图1(a)中，线束306、308分别包含2根配线，存在合计4根配线，与此相对，在图1(b)中，线束305包含3根配线，能够减少配线、端子(引脚)以及图1(a)的配线416。
专利文献1：日本特开2006－103404号公报
本发明人对图1(b)的点灯电路400V进行了研究，其结果，意识到以下的课题。在线束305中，可能产生由于端子的接触不良或配线断线引起的开路(Open)异常。现在，假设在线束305的中央的配线310产生开路异常。
如果在配线310产生开路异常，则无论旁路开关430的接通、断开，在第1光源302以及第2光源304都流动驱动电流ILAMP，无法使第2光源304熄灯。此外，希望注意到，在图1(a)的车辆用灯具300U中，如果在配线312产生开路异常，则第2光源304成为熄灯状态，因此，不会产生图1(b)那样的问题。
另外，在旁路开关430产生开路异常的情况下，也无法使第2光源304熄灯。
此外，在这里，对远光和近光的组合进行了说明，但相同的问题在其他光源的组合中也可能产生。
发明内容
本发明就是在上述状况下提出的，其某种方式的例示的目的之一在于，提供能够对开路异常进行检测的点灯电路。
本发明的某种方式涉及点灯电路，该点灯电路对包含串联地连接的第1光源以及第2光源的发光单元进行驱动。点灯电路具有：第1引脚，其与第1光源的一端连接；第2引脚，其连接于第1光源和第2光源的连接节点；第3引脚，其与第2光源的一端连接；驱动电路，其向发光单元供给驱动电流；旁路开关，其设置于第2引脚和第3引脚之间；第1电阻，其在第2引脚和第3引脚之间与旁路开关并联地设置；以及异常检测电路，其基于在向旁路开关施加接通信号时的、在第2引脚和第3引脚之间产生的检测电压，对异常进行检测。
根据该方式，能够对线束的开路异常以及旁路开关的开路异常中的至少一者进行检测。
也可以是，异常检测电路在向旁路开关施加接通信号时，在检测电压小于在零附近设定的第1阈值小的情况下，判定为异常。
如果在连接发光单元和第2引脚的线束内的配线(或者端子)产生开路异常，则驱动电流在第2光源流动，在旁路开关、第1电阻不流动电流，因此，第2引脚和第3引脚之间的检测电压成为零附近。因此，在连接发光单元和第2引脚的配线，能够检测出开路异常。
也可以是，异常检测电路在向旁路开关施加接通信号时，在检测电压包含于基于在第2光源流动驱动电流时的正向电压的电压范围的情况下，判定为异常。
如果连接发光单元和第2引脚的线束内的配线(或者端子)正常，在旁路开关产生开路异常，则驱动电流在第2光源流动，在第2引脚和第3引脚之间产生正向电压。因此，能够对旁路开关的开路异常进行检测。
也可以是，异常检测电路在向旁路开关施加接通信号时，在检测电压小于第1阈值的情况下，或者大于第2阈值的情况下，判定为异常。
由此，能够对线束的开路异常、旁路开关的开路异常进行检测。
也可以是，点灯电路还具有第2电阻，该第2电阻在第2引脚和第3引脚之间与旁路开关串联地设置。在将驱动电流设为ILAMP，将第2电阻的电阻值设为R2，将旁路开关的接通电阻设为RON时，线束以及旁路开关为正常时的第2引脚和第3引脚之间的检测电压VDET以下述式(2)给出。
VDET＝ILAMP×(R2+RON)…(2)
即，能够将R2作为参数，使检测电压的正常范围进行移位，因此，用于异常判定的阈值的设计变得容易。
也可以是，第3引脚接地。由此，检测电压和阈值的比较处理变得容易。另外，能够将旁路开关的控制简化。
本发明的其它方式涉及车辆用灯具。也可以是，车辆用灯具具有：发光单元，其包含串联地连接的第1光源以及第2光源；对发光单元进行驱动的上述任一项的点灯电路；以及线束，其包含将发光单元和点灯电路连接的3根配线。
此外，将以上的构成要素的任意组合、本发明的构成要素、表述，在方法、装置、系统等之间进行置换而得到的技术方案，也作为本发明的方式而有效。
发明的效果
根据本发明的某种方式，能够对异常进行检测。
附图说明
图1(a)、(b)是本发明人研究出的具有多个光源的车辆用灯具的电路图。
图2是具有实施方式所涉及的点灯电路的车辆用灯具的框图。
图3(a)～(c)是车辆用灯具的等价电路图。
图4是检测电压VDET的电平图。
图5是表示异常检测电路的结构例的图。
图6是第1变形例所涉及的点灯电路的电路图。
图7是表示第2变形例所涉及的点灯电路的一部分的电路图。
标号的说明
300…车辆用灯具，301…发光单元，302…第1光源，304…第2光源，305…线束，400…点灯电路，414…驱动电路，430…旁路开关，432…开关驱动器，R1…第1电阻，R2…第2电阻，460…异常检测电路，P1…第1引脚，P2…第2引脚，P3…第3引脚。
具体实施方式
下面，基于适合的实施方式，参照附图对本发明进行说明。对于各附图所示的相同或者等同的结构要素、部件、处理，标注相同的标号，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不对发明进行限定，而是例示，实施方式中所记述的全部特征及其组合，不限于一定是发明的本质内容。
在本说明书中，所谓“部件A与部件B连接的状态”，除了部件A与部件B在物理上直接连接的情况以外，也包含部件A与部件B经由不会对它们的电连接状态造成实质影响的其他部件、或者不损害通过它们的结合而实现的功能及效果的其他部件，而间接连接的情况。
同样，所谓“在部件A和部件B之间设置有部件C的状态”，除了指部件A和部件C、或者部件B和部件C直接连接的情况以外，也包含经由不会对它们的电连接状态造成实质影响的其他部件、或者不损害通过它们的结合而实现的功能及效果的其他部件，而间接连接的情况。
另外，在本说明书中，将对电压信号、电流信号等电气信号、或者电阻、电容器等电路元件标注的标号，根据需要标注为表示各自的电压值、电流值、或者电阻值、电容值的标号。
图2是具有实施方式所涉及的点灯电路400的车辆用灯具300的框图。车辆用灯具300具有发光单元301、线束305、点灯电路400。发光单元301包含串联地连接的第1光源302以及第2光源304，安装于一个基板，或者也可以作为一个模块而构成。例如可以是，第1光源302为近光用的光源，第2光源304为远光用的光源，但不限于此。
线束305将发光单元301和点灯电路400可装卸地连接。线束305包含3根配线309、310、311。第1配线309将点灯电路400的第1引脚P1与第1光源302的阳极连接，第2配线310将点灯电路400的第2引脚P2与第1光源302的阴极以及第2光源304的阳极连接，第3配线311将点灯电路400的第3引脚P3与第2光源304的阴极连接。在本实施方式中，第3引脚P3接地。
点灯电路400具有第1引脚P1～第3引脚P3、驱动电路414、旁路开关430、开关驱动器432、第1电阻R1、异常检测电路460。点灯电路400对发光单元301进行驱动。具体地说，点灯电路400能够对第1模式和第2模式进行切换，该第1模式为，仅向第1光源302供给驱动电流ILAMP，对近光进行点灯，该第2模式为，向第1光源302以及第2光源304供给驱动电流ILAMP，对近光以及远光进行点灯。
除此之外，点灯电路400具有接地(GND)引脚、LO引脚、HI引脚。GND引脚接地。在本实施方式中，向LO引脚供给电源电压VIN，在HI引脚为低电平时，成为第1模式，向LO引脚供给电源电压VIN，在HI引脚为高电平时，成为第2模式，但不限于此。
驱动电路414向发光单元301供给驱动电流ILAMP。驱动电路414也可以由(i)恒定电流输出的转换器、或者(ii)恒定电压输出的转换器和恒定电流电路的组合而构成。对于转换器的电路形式不限定，可以采用降压型、升压型、升降压型等。具体地说，驱动电路414也可以由Buck转换器、Boost转换器、Cuk转换器、反激式转换器等构成。另外，对于转换器的控制方式也不限定，可以采用使用误差放大器的控制方式、滞环控制(Bang－Bang控制)方式。
旁路开关430在第2引脚P2和第3引脚P3之间与第2光源304并联地设置。例如旁路开关430能够由N沟道MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)构成。
在向点灯电路400的HI引脚输入低电平时，开关驱动器432向旁路开关430的栅极施加高电平的栅极信号VG，将旁路开关430接通。另外，在向点灯电路400的LO引脚输入高电平时，开关驱动器432向旁路开关430的栅极施加低电平的栅极信号VG，将旁路开关430断开。
与异常检测相关联地，设置有第1电阻R1以及异常检测电路460。第1电阻R1在第2引脚P2和第3引脚P3之间与旁路开关430以及第2光源304并联地设置。第1电阻R1的电阻值与旁路开关430的接通电阻RON以及第2光源304的阻抗(VF/I)相比足够高，以使得不流动电流。例如R1为几kΩ。
异常检测电路460在向旁路开关430施加接通信号(高电平的栅极信号)时，即在第2模式中，基于在第2引脚P2和第3引脚P3之间产生的检测电压VDET对异常进行检测。因此，向异常检测电路460输入表示旁路开关430的接通、断开的信息，具体地说是HI引脚的信号或者旁路开关430的栅极信号VG。
异常检测电路460如果检测出异常，则将诊断(DG)信号设为有效(例如高电平)。DG信号被供给至未图示的车辆ECU(Electronic Control Unit)的处理器(微型计算机)或者未图示的灯具ECU的处理器。
异常检测电路460能够对线束305的配线310的开路异常、旁路开关430的开路异常进行检测。下面，对各自的检测方法进行说明。
(正常状态)
图3(a)是正常状态的车辆用灯具300的等价电路图。在配线310为正常，另外，旁路开关430正常接通时，驱动电流ILAMP在包含第1引脚P1、第1光源302、第2引脚P2、旁路开关430的路径流动。由于RON＜＜R1，所以可以忽略第1电阻R1，第2引脚P2和第3引脚P3之间的检测电压VDET(正常值VNORM)由式(1)表示。
VNORM＝ILAMP×RON…(1)
因此，异常检测电路460能够在检测电压VDET包含于包含式(1)的正常值VNORM的正常范围时，判定为车辆用灯具300正常，能够在除此之外时判定为异常。异常包含以下说明的2个模式。
(线束的开路异常)
图3(b)是线束305的开路异常状态的等价电路图。在配线310产生开路异常时，驱动电流ILAMP在包含第1引脚P1、第1光源302、第2光源304、第3引脚P3的路径流动。由于在旁路开关430以及第1电阻R1不流动电流，所以检测电压VDET成为零。因此，异常检测电路460在检测电压VDET比在零附近确定的第1阈值VTH1小时，能够判定为线束的开路异常。该第1阈值VTH1与检测电压VDET的正常范围的下限对应，能够设定于0V和式(1)的正常值VNORM之间。
(旁路开关的开路异常)
图3(c)是旁路开关430的开路异常状态的等价电路图。在旁路开关430产生开路异常时，驱动电流ILAMP与图3(b)相同地，在包含第1引脚P1、第1光源302、第2光源304、第3引脚P3的路径流动。此时，第2引脚P2的电位与第2光源304的阴极电压相等，第3引脚P3的电位与第2光源304的阳极电压相等，因此，检测电压VDET与第2光源304的正向电压VF相等。
因此，异常检测电路460在检测电压VDET包含于基于正向电压VF的电压范围的情况下，判定为异常。该电压范围和容许电压范围的边界(第2阈值VTH2)能够设定于正向电压VF和式(1)的正常值VNORM之间。
图4是检测电压VDET的电平图。在异常检测电路460设定2个阈值VTH1、VTH2。第1阈值VTH1设定于正常值VNORM和0V之间，第2阈值VTH2设定于正常值VNORM和第2光源304的正向电压VF之间。异常检测电路460也可以在VTH1＜VDET＜VTH2时判定为正常，将DG信号设为无效，在VDET＜VTH1或者VTH2＜VDET时，判定为异常，将DG信号设为有效。
由于旁路开关430的接通电阻RON、驱动电流ILAMP以及第2光源304的正向电压VF具有波动，所以对于阈值VTH1、VTH2，考虑波动而确定即可。
此外，在为了光源的调光而使驱动电流ILAMP变化的情况下，正常值VNORM具有某一范围。在此情况下，第1阈值VTH1设定于该范围的下限和0V之间，第2阈值VTH2设定于该范围的上限和VF之间。
以上是车辆用灯具300的结构以及动作。根据实施方式所涉及的车辆用灯具300，能够对线束305的开路异常进行检测，换言之，能够对第2光源304无法熄灯的异常进行检测。另外，根据车辆用灯具300，也能够对旁路开关430的开路异常进行检测。
例如在将DG信号设为有效时，车辆也可以将异常的产生记录于日志中、和/或将异常的产生通知驾驶员。响应于DG信号的有效，是将第1光源302以及第2光源304熄灯还是维持点灯，这一点由每个车辆制造商确定、和/或根据每个国家、地区的关于安全性的政策确定。
另外，图2的点灯电路400将第3引脚P3设为接地，因此，能够以接地电压为基准对检测电压VDET进行处理，能够将电路结构简化。
图5是表示异常检测电路460的结构例的图。异常检测电路460包含电压比较器462、464以及逻辑电路466。电压比较器462将检测电压VDET与第1阈值VTH1进行比较，生成表示比较结果的判定信号S11。另外，电压比较器464将检测电压VDET与第2阈值VTH2进行比较，生成表示比较结果的判定信号S12。逻辑电路466在HI引脚(或者栅极信号VG)表示第2模式时，2个判定信号S11、S12中的至少一个成为与异常对应的电平时，将DG信号设为有效。
异常检测电路460也可以将离散元件组合而构成，也可以集成于对驱动电路414的转换器进行控制的控制器IC中。或者，也可以将异常检测电路460的一部分(例如逻辑电路466的处理)安装于灯具ECU(处理器)。
基于实施方式，使用具体的语句对本发明进行了说明，但实施方式只不过示出了本发明的原理、应用，在实施方式中，在不脱离权利要求书所限定的本发明的思想的范围，能够包含许多变形例及配置的变更。
(第1变形例)
图6是第1变形例所涉及的点灯电路400a的电路图。点灯电路400a在图2的点灯电路400基础上，具有第2电阻R2。第2电阻R2在第2引脚P2和第3引脚P3之间与旁路开关430串联地设置。
正常状态下的检测电压VDET(正常值VNORM’)由式(2)表示。
VNORM’＝ILAMP×(RON+R2)…(2)
因此，异常检测电路460a能够在检测电压VDET包含于包含式(2)的正常值VNORM’的正常范围时，判定为车辆用灯具300正常，在除此之外时判定为异常。
根据该变形例，能够将第2电阻R2的电阻值作为参数，使检测电压VDET的正常值VNORM进行移位(Shift)，因此，用于异常判定的阈值设计变得容易，能够提高检测精度。
(第2变形例)
图7是表示第2变形例所涉及的点灯电路400b的一部分的电路图。第1电阻R1包含串联地连接的电阻R1l以及R12。在2个电阻R1l、R12的连接节点，产生将检测电压VDET利用电阻R1l以及电阻R12分压而得到的检测电压VDET’。异常检测电路460b基于分压后的检测电压VDET’而对异常进行判定。
在正向电压VF为5V的情况下，检测电压VDET的最大值也成为5V，但通过生成对其进行了分压的电压VDET’，从而能够将异常检测电路460b由5V系统或者3.5V系统构成。
(第3变形例)
异常检测电路460也可以主要由数字电路构成。在此情况下，也可以利用A/D转换器将检测电压VDET变换为数字信号DDET，通过数字信号处理，将数字信号DDET和与2个阈值VTH1、VTH2对应的数字阈值进行比较。在此情况下，异常检测电路460的功能也可以安装于灯具ECU的处理器。特别地如图7所示，通过利用分压的检测电压VDET’，从而容易在以5V或者3V为电源的微型计算机中加入异常检测电路460的功能。
(第4变形例)
异常检测电路460也可以仅对线束305的配线310的开路异常进行检测。在此情况下，异常检测电路460在检测电压VDET比第1阈值VTH1低时判定为异常即可。或者相反地，异常检测电路460也可以仅对旁路开关430的开路异常进行检测。在此情况下，异常检测电路460在检测电压VDET比第2阈值VTH2高时判定为异常即可。
(第5变形例)
异常检测电路460也可以以能够将线束305的开路异常和旁路开关430的异常区分的方式，生成DG信号。例如也可以将DG信号设为多值信号，也可以利用2根线传送DG信号。
(其他变形例)
也可以将第1光源302配置于低电位侧，将第2光源304配置于高电位侧。或者，也可以在驱动电路414使用负电压输出的转换器。
光源302、304不限于LED，也可以是LD、有机EL(Electro Luminescence)。另外，驱动电路414不限于开关转换器，也可以由线性调节器或其他电路构成。在实施方式中，2个光源302、304串联地连接，但也可以将大于或等于3个光源串联地连接。
第1光源302和第2光源304也可以是除了近光和远光以外的组合。例如也可以将第1光源302设为通常近光，将第2光源304设为追加近光。

Claims (7)

1.一种点灯电路，其对包含串联地连接的第1光源以及第2光源的发光单元进行驱动，
该点灯电路的特征在于，具有：
第1引脚，其与所述第1光源的一端连接；
第2引脚，其连接于所述第1光源和所述第2光源的连接节点；
第3引脚，其与所述第2光源的一端连接；
驱动电路，其向所述发光单元供给驱动电流；
旁路开关，其设置在所述第2引脚和所述第3引脚之间；
第1电阻，其在所述第2引脚和所述第3引脚之间与旁路开关并联地设置；以及
异常检测电路，其基于在向所述旁路开关施加接通信号时的、在所述第2引脚和所述第3引脚之间产生的检测电压，对异常进行检测。
2.根据权利要求1所述的点灯电路，其特征在于，
所述异常检测电路在向所述旁路开关施加所述接通信号时，在所述检测电压小于在零附近设定的第1阈值的情况下，判定为异常。
3.根据权利要求1或2所述的点灯电路，其特征在于，
所述异常检测电路在向所述旁路开关施加所述接通信号时，在所述检测电压包含于基于在所述第2光源流动所述驱动电流时的正向电压的电压范围的情况下，判定为异常。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述异常检测电路在向所述旁路开关施加接通信号时，在所述检测电压小于所述第1阈值的情况下，或者大于所述第2阈值的情况下，判定为异常。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
还具有第2电阻，该第2电阻在所述第2引脚和所述第3引脚之间与所述旁路开关串联地设置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述第3引脚接地。
7.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
发光单元，其包含串联地连接的第1光源以及第2光源；
对所述发光单元进行驱动的权利要求1至6中任一项所述的点灯电路；以及
线束，其包含将所述发光单元和所述点灯电路连接的3根配线。
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