DE102015219100A1

DE102015219100A1 - Fahrzeugleuchte und Beleuchtungskreis hiervon

Info

Publication number: DE102015219100A1
Application number: DE102015219100.1A
Authority: DE
Inventors: Kentarou Murakami; Takao Muramatsu
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2016-04-07
Also published as: JP2016074235A; FR3026912A1; US20160096467A1; JP6396160B2; FR3026912B1; US9648679B2

Abstract

Ein Beleuchtungskreis 20, der in einer Fahrzeugleuchte angebracht ist, kann die Leuchtkraft mit hohen Geschwindigkeiten ändern. Der Beleuchtungskreis 20 wird zusammen mit einer Halbleiterlichtquelle 10 verwendet und bildet eine Fahrzeugleuchte 1. Ein Schaltkonverter 30 führt eine Energie zur Halbleiterlichtquelle 10 zu. Eine Konvertersteuerung 32 steuert den Schaltkonverter 30. Der Stromerfassungskreis 34 erfasst einen Strom IDRV, der vom Schaltkonverter 30 zur Halbleiterlichtquelle 10 zugeführt wird. Ein Hysteresevergleicher 36 vergleicht den erfassten Stromwert VCS mit einer oberen Schwellwertspannung VTHH und einer unteren Schwellwertspannung VTHL und erzeugt einen Steuerpuls SOUT gemäß den Ergebnissen des Vergleichs. Ein Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 empfängt eine variable Steuerspannung VCNT, die eine Zielgröße eines Stroms ILED kennzeichnet und die obere Schwellwertspannung VTHH und die untere Schwellwertspannung VTHL gemäß der Steuerspannung VCNT erzeugt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte zur Verwendung an einem Motorfahrzeug.
Stand der Technik
Im Allgemeinen kann eine Fahrzeugleuchte von einem Abblendlicht auf ein Fernlicht, oder umgekehrt, schalten. Das Abblendlicht ist ein Licht zum Ausleuchten eines Nahfeldes vor einem Fahrzeug mit einer bestimmten Leuchtkraft, und die Regulierung existiert, die die Beleuchtungsintensitätsverteilung betrifft, um Fahrer von einem entgegenkommenden Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug nicht zu blenden. Das Abblendlicht wird hauptsächlich beim Fahren in einer urbanen Umgebung verwendet. Auf der anderen Seite ist das Fernlicht ein Strahl zum Ausleuchten eines fernen und breiten Feldes vor dem Fahrzeug mit einer relativ hohen Leuchtkraft, und das Fernlicht wird hauptsächlich beim Fahren mit hohen Geschwindigkeiten auf einer Straße verwendet, wo es wenige entgegenkommende und vorausfahrende Fahrzeuge gibt. Folglich ist das Fernlicht dem Abblendlicht hinsichtlich einer Sichtbarkeit für den Fahrer deutlich überlegen, verursacht jedoch darin ein Problem, dass Fahrer von entgegenkommenden und vorausfahrenden Fahrzeugen geblendet werden.
In vergangenen Jahren wurde die ABD(Adaptive Fahrstrahl)-Technologie vorgeschlagen, bei der ein Strahlmuster eines Fernlichtes dynamisch und basierend auf einer Umgebungsbedingung eines Fahrzeuges geeignet gesteuert wird. Die ABD-Technologie ist eine Technologie, die verwendet wird, um ein Risiko des Blendens von Fahrern von vorausfahrenden und entgegenkommenden Fahrzeugen oder Fußgängern zu reduzieren, die es vor dem Fahrzeug gibt, indem das Vorliegen der vorausfahrenden und entgegenkommenden Fahrzeuge oder Fußgänger vor dem Fahrzeug detektiert wird und die Energie der Lichtstrahlen reduziert wird, welche Gebiete erleuchten, wo die vorausfahrenden und entgegenkommenden Fahrzeuge oder Fußgänger erfasst wurden.
Eine Fahrzeugleuchte mit einer ABD-Funktion wird beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugleuchte, welche eine ABD-Funktion gemäß einer Vergleichstechnologie aufweist. Diese Vergleichstechnologie darf nicht als eine bekannte Technologie betrachtet werden.
Eine Fahrzeugleuchte 1r umfasst eine Halbleiterlichtquelle 10 und einen Beleuchtungskreis 20r. In der ABD ist ein Fernlicht-Beleuchtungsgebiet in eine Vielzahl von N Untergebieten eingeteilt (N ist eine natürliche Zahl von 2 oder größer). Die Halbleiterlichtquelle 10 umfasst eine Vielzahl von Lichtemittiervorrichtungen 12_1 bis 12_N, die individuell mit den N-Untergebieten assoziiert sind. Die lichtemittierenden Vorrichtungen 12 sind Halbleitervorrichtungen, wie LEDs (Lichtemittierdioden) oder LDs (Laserdioden) und sind eingerichtet, die entsprechenden Untergebiete zu beleuchten. Der Lichtkreis 20r kontrolliert individuell das AN (Anschalten) und das AUS (Ausschalten) der Vielzahl der lichtemittierenden Vorrichtungen 12_1 bis 12_N, um hierdurch das Strahlmuster oder eine Beleuchtungsintensitätsverteilung des Fernlichts zu verändern. Alternativ steuert der Beleuchtungskreis 20r PWM (Pulsweitenmodulation) die Lichtemittervorrichtungen 12 bei hohen Frequenzen, um hierdurch die effektive Beleuchtung einzustellen.
Der Beleuchtungskreis 20r umfasst eine Stromzufuhr 30r, eine Vielzahl von Bypasskreisen 40_1 bis 40_N, und eine Steuerung 42. Die Stromzufuhr 30r empfängt eine Batteriespannung V_BAT (ebenso als eine Eingabespannung V_IN bezeichnet) von einer Batterie 2 über einen Schalter 4 und stabilisiert einen Antriebstrom I_DRV, der zur Halbleiterlichtquelle 10 zu einer bestimmten Zielgröße strömt.
Die Vielzahl der Bypasskreise 40_1 bis 40_N sind individuell mit der Vielzahl der Lichtemittervorrichtungen 12_1 bis 12_N assoziiert. Der Bypasskreis 40 kann an- und ausgeschaltet werden. Wenn ein ith-Bypasskreis 40_i angeschaltet wird, strömt ein Antriebstrom I_DRV nicht zur Lichtemittervorrichtung 12_i, sondern zum Bypasskreis 40_i, und die Lichtemittervorrichtung 12_i ist ausgeschaltet, während wenn der Bypasskreis 40_i ausgeschaltet ist, der Antriebstrom I_DRV zur Lichtemittervorrichtung 12_i strömt, um sie anzuschalten.
Ein stromaufwärtiger Prozessor (zum Beispiel eine elektronische Steuereinheit) 6, welche die Fahrzeugleuchte ir steuert, bestimmt an den durch das Fernlicht zu beleuchtenden Untergebieten und gibt eine Instruktion zur Steuerung 42 des Beleuchtungskreises 20r. Die Steuerung 42 steuert die Zustände der Bypasskreise 40_1 bis 40_N, basierend auf einem Steuerbefehl vom Prozessor 6. Insbesondere wählt die Steuerung 42 die Lichtemittervorrichtungen 12 entsprechend den Untergebieten, die zu beleuchten sind, und schaltet die Bypasskreise 40 aus, die parallel zu den gewählten Lichtemittervorrichtungen 12 sind, während die Bypasskreise 40 angeschaltet werden, die parallel zu den verbleibenden Lichtemittervorrichtungen 12 befindlich sind.
[Stand der Technik Literatur]
[Patentliteratur]

[Patentliteratur 1] JPA Veröffentlichungs-Nr. 2008-205357
[Patentliteratur 2] JPA Veröffentlichungs-Nr. 2012-224317

Der Erfinder und weitere haben die in 1 gezeigte Fahrzeugleuchte 1r studiert und erkannten das folgende Problem. Die in 1 gezeigte Fahrzeugleuchte 1r ist derart, dass mit dem Antriebstrom I_DRV zu allen Zeiten konstant bleibend, die Bypasskreise 40 gesteuert werden, um an- und ausgeschaltet zu werden, um das Lichtverteilungsmuster oder die Lichtmenge der Halbleiterlichtquelle 10 als Ganzes zu verändern.
Der Erfinder und weitere haben die Anwendung der Fahrzeugleuchte 1r, die in 1 gezeigt ist, bei einer Lamellenabtastung ADB studiert, die in Patentliteratur 2 beschrieben ist. Die Lamellenabtasttechnologie ist eine Technologie, bei der eine Lamelle, die ein Licht von einer Lichtquelle reflektieren kann, hin und her bewegt wird oder mit hohen Geschwindigkeiten gedreht wird, um ein Gebiet vor einem Fahrzeug mit einem reflektierten Licht abzutasten, um hierdurch ein Lichtverteilungsmuster auszubilden.
Als eine Basisfunktion der ADB-Technologie wird eine Funktion erhoben, bei der die Existenz der vorausfahrenden und entgegenkommenden Fahrzeuge und Fußgänger vor dem Fahrzeug erfasst wird und beleuchtet werden, oder Untergebiete eines Fernlichts, die Fahrzeugen oder Fußgängern entsprechen, abgeschirmt werden, um hierdurch das Risiko zum Blenden der Fahrzeuge und Fußgänger zu reduzieren (blendfrei). In dem Fall, dass die Fahrzeugleuchte 1r, die in 1 gezeigt ist, verwendet wird, kann ein Licht für jedes Untergebiet an und aus sein, indem die Nebenkreise 40 gesteuert werden, wodurch es möglich wird, eine blendfreie Steuerung auszuführen.
Auf der anderen Seite, um die Sichtverhältnisse eines Fahrers zu verbessern, kann die ABD-Technologie zusätzlich (i) eine Funktion zum relativen Erhöhen der Leuchtkraft von lediglich einer Glühzone und (ii) einer elektronischen Schwenkfunktion aufweisen, bei der die Leuchtkraftverteilung, basierend auf einer Lenkinformation verändert wird, das heißt, die Leuchtkraft am linken Ende oder am rechten Ende erhöht wird. Beim Versuch, diese Funktionen bei einer Blendenabtastfahrzeugleuchte zu realisieren, muss die Leuchtkraft der Leuchtquelle gemäß der Position der Blende verändert werden, welche ihre Position bei hohen Geschwindigkeiten verändert. In dem Fall, dass die in 1 gezeigte Fahrzeugleuchte 1r eingesetzt wird, werden allerdings, nachdem der Antriebstrom I_DRV zu jeder Zeit konstant ist, die Lichtmengen aller beleuchteten Gebiete im Wesentlichen konstant.
Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf diese Situationen durchgeführt, und ein beispielhaftes Ziel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugleuchte bereitzustellen, welche eine Leuchtkraft mit hohen Geschwindigkeiten verändern kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leuchtkreis zur Verwendung zusammen mit einer Halbleiterlichtquelle und Ausbilden einer Fahrzeugleuchte bereitgestellt, aufweisend einen Schaltkonverter, der Energie zur Halbleiterlichtquelle zuführt oder zum Zuführen eingerichtet ist, und eine Konvertersteuerung, die den Schaltkonverter steuert oder zum Steuern eingerichtet ist. Die Konvertersteuerung umfasst einen Stromerfassungskreis, der eingerichtet ist, einen Strom zu erfassen, der vom Schaltkonverter zur Halbleiterlichtquelle zugeführt wird, einen Hysteresevergleicher, der eingerichtet ist, einen erfassten Stromwert mit einer oberen Schwellwertspannung und einer unter Schwellwertspannung zu vergleichen, um einen Steuerpuls gemäß dem Ergebnis des Vergleichs zu erzeugen, ein Antriebselement, das eingerichtet ist, das Schaltelement des Schaltkonverters gemäß dem Steuerpuls zu schalten, und einen Schwellwertspannungserzeugungskreis, der eine variable Steuerspannung empfangen kann, welche eine Zielstrommenge anzeigt, um eine obere Schwellwertspannung und eine untere Schwellwertspannung gemäß der empfangenen Steuerspannung zu erzeugen.
Gemäß diesem Aspekt kann die Leuchtkraft (die Lichtmenge) der Halbleiterlichtquelle mit einer Zeit verändert werden, indem die Steuerspannung verändert wird, und nachdem ein Fehlerverstärker in einem Rückmeldesystem dieses Beleuchtungskreises nicht existiert, kann eine hohe Antwort realisiert werden, wodurch es möglich wird, die Leuchtkraft mit hohen Geschwindigkeiten zu verändern.
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis kann eine Potenzialdifferenz zwischen der oberen Schwellwertspannung und der unteren Schwellwertspannung unabhängig von der Größe der Steuerspannung konstant halten (oder eingerichtet sein, diese konstant zu halten). Dies kann ein Rauschen reduzieren, was mit einer Veränderung der Frequenz des Schaltkonverters zugeordnet ist.
Die Steuerspannung kann auf eine untere Spannungsgrenze verändert werden, wo die untere Schwellwertspannung 0 V wird. Dies kann die Veränderung der Schaltfrequenz verhindern.
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis kann einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand aufweisen, welche gleiche Widerstandswerte haben und die in Reihe zwischen einer Steuerleitung, an der die Steuerspannung bereitgestellt wird, und einer Erdungsleitung, an der eine Erdungsspannung bereitgestellt wird, vorgesehen sind, einen dritten Widerstand, von dem ein erstes Ende mit einem Ausgabeknoten verbunden ist, welcher ein Verbindungspunkt des ersten Widerstands und des zweiten Widerstands ist, und eine Spannungszufuhr, die eingerichtet ist, eine erste Spannung zu erzeugen, die um eine Differenzspannung geringer ist, welche einem Zielwert der Potenzialdifferenz entspricht, als die Steuerspannung, und eine zweite Spannung, die um eine Differenzspannung höher ist als eine Erdungsspannung. (i) Ein erster Zustand, bei dem die erste Spannung an einem zweiten Ende eines dritten Widerstands aufgebracht wird, um hierdurch die obere Schwellwertspannung im Ausgabeknoten zu erzeugen, und (ii) ein zweiter Zustand, bei dem die zweite Spannung zum zweiten Ende des dritten Widerstandes gebracht wird, um hierdurch die untere Schwellwertspannung im Ausgabeknoten zu erzeugen, können eingerichtet sein, gemäß dem Steuerpuls geschaltet zu werden.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die obere Schwellwertspannung und die untere Schwellwertspannung gemäß der Steuerspannung verändert werden, während die Potenzialdifferenz zwischen der oberen und unteren Schwellwertspannung konstant gehalten wird.
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis kann eingerichtet sein, um einen Zielwert einer Potenzialdifferenz gemäß einer Eingabespannung und einer Ausgabespannung des Schaltkonverters einzustellen. Dies kann die Schaltfrequenz konstant halten.
Die Spannungszufuhr kann einen ersten Ausgabeanschluss aufweisen, der eine erste Spannung erzeugen kann, einen zweiten Ausgabeanschluss, der die zweite Spannung erzeugen kann, einen vierten Widerstand, der zwischen der Steuerleitung und dem ersten Ausgabeanschluss vorgesehen ist und eine Stromzufuhr, die zwischen dem ersten Ausgabeanschluss und dem zweiten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, um eine Steuerspannung zu erzeugen, die gemäß der Steuerspannung und der Eingabespannung und der Ausgabespannung des Schaltkonverters eingestellt ist.
Die Spannungszufuhr kann einen ersten Ausgabeanschluss aufweisen, der eingerichtet ist, die erste Spannung zu erzeugen, einen zweiten Ausgabeanschluss, der eingerichtet ist, die zweite Spannung zu erzeugen, einen vierten Widerstand, der zwischen der Steuerleitung und dem ersten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen ersten Transistor, der zwischen dem ersten Ausgabeanschluss und dem zweiten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen fünften Widerstand, der zwischen dem zweiten Ausgabeanschluss und der Erdungsleitung vorgesehen ist, einen Fehlerverstärker mit einer ersten Eingabe und einer zweiten Eingabe, einen sechsten Widerstand, der zwischen einem Steueranschluss des ersten Transistors und einer Ausgabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen siebten Widerstand, der zwischen einer Energiezufuhrleitung, zu der eine Energiezufuhrspannung eingegeben wird, und der Ausgabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen achten Widerstand, der zwischen der ersten Eingabe des Fehlerverstärkers und dem zweiten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen neunten Widerstand, der zwischen der Eingabeleitung, an der die Eingabespannung gegeben wird, und der ersten Eingabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen zehnten Widerstand, der zwischen der Steuerleitung und der zweiten Eingabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen elften Widerstand, der zwischen einer Ausgabeleitung, an der eine Ausgabespannung des Schaltkonverters eingegeben wird, und der zweiten Eingabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, und einen zwölften Widerstand, der zwischen der zweiten Eingabe des Fehlerverstärkers und der Erdungslinie vorgesehen ist.
Gemäß diesem Aufbau kann die Potenzialdifferenz der oberen Schwellwertspannung und der unteren Schwellwertspannung gemäß der Eingabespannung und der Ausgabespannung verändert werden, wodurch es möglich wird, die Schaltfrequenz konstant zu halten.
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis kann einen dreizehnten Widerstand aufweisen, von dem ein Ende mit einer Steuerleitung verbunden ist, an der die Steuerspannung eingegeben wird, eine erste Stromzufuhr, die eine Zufuhr einer Menge eines konstanten Stroms gemäß einem Zielwert der Potenzialdifferenz zu einem zweiten Ende des dreizehnten Widerstands bezieht, und eine zweite Stromzufuhr, die den konstanten Strom vom zweiten Ende des dreizehnten Widerstands absenkt. (i) Ein erster Zustand, in dem die erste Stromzufuhr mit dem zweiten Ende des dreizehnten Widerstands verbunden ist, um hierdurch die obere Schwellwertspannung im zweiten Ende zu erzeugen und (ii) ein zweiter Zustand, bei dem die zweite Stromzufuhr mit dem zweiten Ende des dreizehnten Widerstands verbunden ist, um hierdurch die untere Schwellwertspannung im zweiten Ende zu erzeugen, können eingerichtet sein, geschaltet zu werden.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die obere Schwellwertspannung und die untere Schwellwertspannung verändert werden, während die obere Schwellwertspannung und die untere Schwellwertspannung konstant gehalten werden.
Die Halbleiterlichtquelle kann eine Vielzahl von Lichtemittervorrichtungen aufweisen, die in Reihe verbunden sind. Der Beleuchtungskreis kann ferner N (N ist eine natürliche Zahl) Nebenkreise aufweisen, die einzeln mit N-Lichtemittervorrichtungen der Vielzahl der Lichtemittervorrichtungen assoziiert sind und die parallel an den entsprechenden Lichtemittervorrichtungen vorgesehen sind.
Durch Einsetzen dieses Aufbaus kann die Lichtmenge der Halbleiterquelle nicht nur durch Verändern der Steuerspannung verändert werden, sondern ebenso durch Steuern der Nebenkreise. Insbesondere in dem Fall, dass die Steuerspannung zu einem solchen Maße verändert wird, dass die untere Schwellwertspannung 0 V oder mehr wird, obwohl die Lichtmenge in einem Gebiet nicht gesteuert werden kann, das geringer ist als ein unterer Grenzwert der Steuerspannung, kann gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Lichtmenge ebenso in Gebieten gesteuert werden, wo die Lichtmenge klein ist.
Der Schaltkonverter kann ein Cuk-Konverter sein.
Durch Verwenden des Cuk-Konverters können die folgenden Charakteristiken zur Veränderung der Steuerspannung verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte. Die Fahrzeugleuchte kann eine Halbleiterlichtquelle, einen Beleuchtungskreis zum Beleuchten der Halbleiterlichtquelle und eine Blende aufweisen, die angeordnet ist, um ein von der Halbleiterlichtquelle reflektiertes Licht aufzunehmen, um reflektiertes Licht zur Vorderseite des Fahrzeugs auszustrahlen und das eine bestimmte periodische Bewegung wiederholt. Die Steuerspannung, die am Beleuchtungskreis bereitgestellt wird, kann sich periodisch in Synchronisation mit der periodischen Bewegung verändern.
Beliebige Kombinationen der bildenden Elemente, die vorab beschrieben wurden und Ersetzungen von bildenden Elementen und Ausdrücke der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein System und ähnliches sind ebenso als Aspekte der vorliegenden Erfindung wirksam.
Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Fahrzeugleuchte bereitzustellen, die die Leuchtkraft mit hohen Geschwindigkeiten verändern kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugleuchte mit einer ADB-Funktion gemäß der Vergleichstechnologie.
2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugleuchte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A und 3B sind Schaltpläne von Aufbaubeispielen von Schwellwertspannungserzeugungskreisen, welche eine Schaltfrequenz in einer konstanten Weise steuern können.
4 ist ein Frequenzverlauf/Wellenformdiagramm, der den Betrieb eines Schaltkonverters zeigt.
5A und 5B sind Schaltpläne von Aufbaubeispielen von Schwellwertspannungserzeugungskreisen, die eine Schaltfrequenz in einer konstanten Weise steuern.
6 ist ein Frequenzverlauf, der den Betrieb des Beleuchtungskreises zeigt.
7 ist eine horizontale Querschnittsansicht einer Fahrzeugleuchte mit einem Beleuchtungskreis gemäß der Ausführungsform.
8 ist eine Draufsicht, die den Aufbau einer Fahrzeugleuchteneinheit mit einer optischen Einheit gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt.
9 ist eine Seitenansicht einer Leuchteneinheit, wie von einer Richtung A zu sehen, die in 7 angedeutet ist.
10A und 10B sind Schaltpläne von Schwellwertspannungserzeugungskreisen gemäß modifizierten Beispielen.
Detaillierte Beschreibung
Hiernach wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen die vorliegende Erfindung, basierend auf einer bevorzugten Ausführungsform hiervon beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche oder ähnliche Ausbildungselemente, Bauteile und Verfahren vergeben, die in den Zeichnungen gezeigt sind, und wiederholte Beschreibungen werden wie benötigt weggelassen. Zusätzlich soll eine Ausführungsform die vorliegende Erfindung nicht beschränken, sondern die vorliegende Erfindung zeigen, und alle Eigenschaften, die in der Ausführungsform beschrieben werden, und Kombinationen der Eigenschaften sind nicht stets essentiell für die vorliegende Erfindung.
In dieser Beschreibung umfasst ein „Zustand, in dem ein Bauteil A mit einem Bauteil B verbunden ist” nicht nur einen Zustand, bei dem das Bauteil A direkt mit dem Bauteil B verbunden ist, sondern ebenso einen Zustand, bei dem das Bauteil A indirekt mit dem Bauteil B über ein weiteres Bauteil verbunden ist, welches im Wesentlichen den Zustand nicht beeinflusst, in dem das Bauteil A elektrisch mit dem Bauteil B verbunden ist oder das die Funktion und Wirkung nicht beschädigt, die durch die elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil A und dem Bauteil B vorgesehen ist.
Ähnlich umfasst ein „Zustand, in dem ein Bauteil C zwischen einem Bauteil A und einem Bauteil B bereitgestellt ist” nicht nur einen Zustand, bei dem das Bauteil A und das Bauteil C oder das Bauteil B und das Bauteil C direkt miteinander verbunden sind, sondern ebenso einen Zustand, bei dem das Bauteil A und das Bauteil C oder das Bauteil B und das Bauteil C indirekt miteinander über ein weiteres Bauteil verbunden sind, was im Wesentlichen den Zustand nicht beeinflusst, in dem das Bauteil A und das Bauteil C oder das Bauteil B und das Bauteil C elektrisch miteinander verbunden sind, oder das die Funktion und Wirkung nicht beschädigt, die durch die elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil A und dem Bauteil C oder dem Bauteil B und dem Bauteil C bereitgestellt werden.
Zusätzlich kennzeichnen in dieser Beschreibung Bezugszeichen, die für elektrische Signale, wie Spannungssignale, Stromsignale oder ähnlichem, oder Schaltungselemente, wie Widerstände, Kapazitäten oder ähnlichem, Spannungswerte und Stromwerte der Spannungssignale und Stromsignale oder Widerstandswerte der Widerstände und Kapazitätswerte der Kondensatoren.
2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugleuchte 1 gemäß dieser Ausführungsform. Die Fahrzeugleuchte 1 umfasst eine Halbleiterlichtquelle 10 und einen Beleuchtungskreis 20. Die Halbleiterlichtquelle 10 umfasst eine Vielzahl von Lichtemittervorrichtungen 12_1 bis 12_N, die in Reihe verbunden sind. Der Beleuchtungskreis 20 wird zusammen mit der Halbleiterlichtquelle 10 verwendet und bildet die Fahrzeugleuchte 1 aus. Die Lichtemittervorrichtungen 12 sind zum Beispiel LEDs (Lichtemitterdioden).
Der Beleuchtungskreis 20 umfasst einen Schaltkonverter 30, eine Konvertersteuerung 32, einen oder mehrere Nebenkreise 40_1 bis 40_N (N ist eine natürliche Zahl), und eine Nebensteuerung 42.
Eine Batteriespannung V_IN wird von einer Batterie 2 zu einem Schaltkonverter 30 über einen Schalter 4 zugeführt. Der Schaltkonverter 30 führt einen Antriebstrom I_DRV gemäß einer Zielleuchtkraft zur Halbleiterlichtquelle 10 zu. Zum Beispiel ist der Schaltkonverter 30 ein Verstärkungs- oder Tiefsetz-Konverter. In 2 ist ein Cuk-Konverter gezeigt. Nachdem die Topologie des Cuk-Konverters bekannt ist, wird die Beschreibung hier weggelassen.
Die Nebenkreise 40_1 bis 40_N sind individuell mit N (N ist eine natürliche Zahl) Lichtemittervorrichtungen 12 in der Vielzahl der Lichtemittervorrichtungen 12 assoziiert. In dieser Ausführungsform werden die Nebenkreise 40 so beschrieben, dass sie für alle Lichtemittervorrichtungen 12 vorgesehen sind. Der Nebenkreis 40_i ist parallel zur entsprechenden Lichtemittervorrichtung 12_i vorgesehen. Der Nebenkreis 40_i kann zwischen einem AN-Zustand und einem AUS-Zustand geschaltet werden, und wenn in einem AN-Zustand, dann ist der Nebenkreis 40_i eingerichtet, eine Nebenleitung auszubilden, die parallel zur Lichtemittervorrichtung 12_i ist. Die Nebensteuerung 42 steuert die Vielzahl der Nebenkreise 40_1 bis 40_N, damit sie im AN-Zustand oder im AUS-Zustand gemäß dem Steuerbefehl vom stromaufwärtigen Prozessor 6 sind.
Die Konvertersteuerung 32 empfängt eine Steuerspannung V_CNT gemäß dem Steuerbefehl vom Prozessor 6 und verändert die Antriebsspannung I_DRV dynamisch, die von der Schaltsteuerung 30 zur Halbleiterlichtquelle 10 gemäß der Steuerspannung V_CNT zugeführt wird.
Die Konvertersteuerung 32 umfasst einen Stromerfassungskreis 34, einen Hysteresevergleicher 36, einen Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 und einen Antrieb 39.
Der Stromerfassungskreis 34 erfasst den Antriebstrom I_DRV, der vom Schaltkonverter 30 zur Halbleiterquelle 10 zugeführt wird. Zum Beispiel umfasst der Schaltkonverter 30 einen Stromerfassungswiderstand R_CS, der an einem Pfad des Antriebstroms I_DRV vorgesehen ist. Ein Spannungsabfall (bezeichnet als eine Erfassungsspannung), der proportional ist zum Antriebstrom I_DRV, wird im Stromerfassungswiderstand R_CS erzeugt. Der Stromerfassungskreis 34 erzeugt ein Erfassungssignal V_CS, was eine Größe des Antriebstroms I_DRV gemäß dem Spannungsabfall im Stromerfassungswiderstand R_CS signalisiert.
Der Hysteresevergleicher 36 vergleicht den Erfasssungswert V_CS des Antriebstroms I_DRV mit einer oberen Schwellwertspannung V_THH und einer unteren Schwellwertspannung V_THL, und erzeugt einen Steuerpuls S_OUT gemäß dem Ergebnis des durchgeführten Vergleichs. Der Antrieb 39 schaltet ein Schaltelement M1 der Schaltsteuerung 30 gemäß dem Steuerpuls S_OUT. Zum Beispiel schaltet der Antrieb 30 an einem Schalttransistor M1 während einer Zeitlänge, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem hohen Niveau ist, und schaltet den Schalttransistor M1 während einer Zeitlänge, wenn der Steuerpuls S_OUT bei einem niedrigen Niveau ist.
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 empfängt eine variable Kontrollspannung V_CNT, die einen Zielwert I_REF des Antriebstroms I_DRV anzeigt. Der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 erzeugt eine obere Schwellwertspannung V_THH und eine untere Schwellwertspannung V_THL gemäß der Steuerspannung V_CNT. Hier hält der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 eine Potenzialdifferenz ΔV zwischen der oberen Schwellwertspannung V_THH und der unteren Schwellwertspannung V_THL konstant, unabhängig von der Größe der Steuerspannung V_CNT.
Die Ausgabe S_OUT des Hysteresevergleichers 36 wird in dem Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 eingegeben. Der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 führt eine der zwei Schwellwertspannungen V_THH, V_THL zu, die dem Niveau des Steuerpulses S_OUT zu einem nicht-invertierenden Eingabeanschluss des Hysteresevergleichers 36 entspricht. Insbesondere gibt der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 V_THH aus, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem hohen Niveau ist, und gibt V_THL aus, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem niedrigen Niveau ist.
Die Steuerspannung V_CNT ändert sich hinunter auf ein geringes Grenzspannungsniveau, bei dem die untere Schwellwertspannung V_THL 0 V wird.
3A und 3B sind Schaltpläne, die Aufbaubeispiele der Schwellwertspannungserzeugungskreise 38 zeigen. Ein Schwellwertspannungserzeugungskreis 38, der in 3A gezeigt ist, umfasst einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Widerstand R2, einen dritten Widerstand R3 und eine Spannungszufuhr 50. Eine Steuerspannung V_CNT wird an einer Steuerleitung 52 gegeben. Der erste Widerstand R1 und der zweite Widerstand R2 sind in Reihe vorgesehen. Ein erstes Ende des dritten Widerstands R3 ist mit einem Ausgabeknoten 54 verbunden, der ein Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 ist.
Die Spannungszufuhr 50 erzeugt eine erste Spannung V1 (= V_CNT – ΔVr), die um eine Differenzspannung ΔVr gemäß einem Zielwert einer Potenzialdifferenz ΔV geringer ist als die Steuerspannung V_CNT, und eine zweite Spannung V2 (= V_GND + ΔVr = ΔVr), die um die Differenzspannung ΔVr größer ist als die Erdungsspannung V_GND (= 0 V).
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 ist derart eingerichtet, dass ein erster Zustand ϕ1 und ein zweiter Zustand ϕ2 gemäß dem Steuerpuls S_OUT hin und her geschaltet werden können. Im ersten Zustand ϕ1 wird die erste Spannung V1 an einem zweiten Ende des dritten Widerstands R3 aufgebracht, um hierdurch eine obere Schwellwertspannung V_THH im Ausgabeknoten 54 zu erzeugen. Im zweiten Zustand ϕ2 wird die zweite Spannung V2 am zweiten Ende des dritten Widerstands R3 aufgebracht, um hierdurch eine untere Schwellwertspannung V_THL im Ausgabeknoten 54 zu erzeugen.
Bei dem in 3A gezeigten Aufbau wird ein Selektor 56 bereitgestellt, um die Zustände zwischen dem ersten Zustand ϕ1 und dem zweiten Zustand ϕ2 zu schalten. Der Selektor 56 wählt die erste Spannung V1 während einer Zeitlänge, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem hohen Niveau ist und der Schalttransistor M1 an ist (der erste Zustand ϕ1). Auf der anderen Seite wählt der Selektor 56 die zweite Spannung V2 während einer Zeitlänge, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem niedrigen Niveau ist und der Schalttransistor M1 aus ist (der zweite Zustand ϕ2).
Der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38, der in 3A gezeigt ist, ist äquivalent zum Schwellwertspannungserzeugungskreis 38, der in 3B gezeigt ist. Im Schwellwertspannungserzeugungskreis 38, der in 3B gezeigt ist, werden zwei Sätze der ersten Widerstände R1, der zweiten Widerstände R2 und der dritten Widerstände R3 (Widerstände jedes Satzes werden durch eine Indizierung a, b unterschieden) bereitgestellt, um zwischen dem ersten Zustand ϕ1 und dem zweiten Zustand ϕ2 zu schalten, und ein weiterer Selektor 58 wird bereitgestellt. Die erste Spannung V1 wird in einen dritten Widerstand R3a eines ersten Satzes eingegeben, und die zweite Spannung V2 wird in einen dritten Widerstand R3b eines zweiten Satzes eingegeben. Die obere Schwellwertspannung V_THH wird in einem Ausgabeknoten 54a des ersten Satzes erzeugt, und die untere Schwellwertspannung V_THL wird in einem Ausgabeknoten 54b des zweiten Satzes erzeugt. Der Selektor 58 wählt den oberen Schwellwert V_THH während einer Zeitlänge, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem hohen Niveau ist und der Schalttransistor M1 an ist (der erste Zustand ϕ1). Auf der anderen Seite wählt der Selektor 58 die untere Schwellwertspannung V_THL während einer Zeitlänge, wenn der Steuerpuls S_OUT auf einem niedrigen Niveau ist und der Schalttransistor M1 aus ist (der zweite Zustand ϕ2).
Im Falle von R1 = R2 können gemäß dem Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 gemäß 3A oder 3B die folgenden Schwellwertspannungen V_THH, V_THL für sowohl den ersten Zustand ϕ1 als auch den zweiten Zustand ϕ2 erzeugt werden. V_THH = V_CNT/2 + R1/(R1 + 2 × R3) × (V_CNT/2 – ΔVr) V_THL = V_CNT/2 – R1/(R1 + 2 × R3) × (V_CNT(2 – ΔVr) ΔV = V_THH – V_THL = 2 × R1/(R1 + 2 × R3) × (V_CNT/2 – ΔVr)
Bevorzugt ist der Schwellwertspannungserzeugungskreis 38 derart eingerichtet, dass der Zielwert der Potenzialdifferenz ΔV gemäß der Eingabespannung V_IN und der Ausgabespannung V_OUT des Schaltkonverters 30 eingestellt werden kann. Der Zielwert der Potenzialdifferenz ΔV wird derart eingestellt, dass die Schaltfrequenz (die Schaltperiode) des Schaltkonverters 30 konstant wird.
4 ist ein Wellenformdiagramm, das den Betrieb des Schaltkonverters 30 zeigt. Ein Inkrementwert Δ_ION des Ausgabestroms I_DRV während der AN-Zeit T_AN des Schalttransistors M1 wird durch eine Gleichung (1) vorgegeben. ΔI_ON = (V_IN/L_s) × T_AN (1)
Ähnlich ist ein Dekrement ΔI_OFF des Ausgabestroms I_DRV während einer AUS-Zeit T_AUS des Schalttransistors M1 durch eine Gleichung (2) vorgegeben. ΔI_OFF = (V_OUT/L_s) × T_AUS (2)
In einem stabilen Zustand, wird ΔI_ON = ΔI_OFF = ΔI.
Gleichungen (3) und (4) werden aus den Gleichungen (1) und (2) erhalten. T_AN = ΔI × L_s/V_IN (3) T_AUS = ΔI × L_s/V_OUT (4)
Folglich wird eine Beziehung (5) als eine Bedingung zum konstanten Halten der Schaltfrequenz (Schaltperiode) T_P = T_AN + T_AUS erhalten. T_P = T_AN + T_AUS = ΔI × L_s × (1/V_IN + 1/V_OUT) = K (wobei K eine Konstante ist) ΔI = K/L_S/(1/V_IN + 1/V_OUT) (5)
Nachdem die Induktivität der Spule L_S als konstant betrachtet wird, wird eine Gleichung (5a) erhalten. ΔI = Ka/(1/V_IN + 1/V_OUT) (5a)
Eine proportionale Beziehung wird zwischen der Wellenform ΔI des Stroms und der Wellenformbreite ΔV der Erfassungsspannung V_CS bereitgestellt. Konsequenterweise kann die Schaltfrequenz konstant gehalten werden, indem die Potenzialdifferenz ΔV gemäß der Eingabespannung V_IN und der Ausgabespannung V_OUT eingestellt wird, um eine Gleichung (5b) zu erfüllen. ΔV = Kb/(1/V_IN + 1/V_OUT) (5b)
Im Falle von R1 = R2 wird die Potenzialdifferenz ΔV zwischen den zwei Schwellwertspannungen V_THH, V_THL, die durch die Schwellwertspannungserzeugungskreise 38 erzeugt werden, die in 3A und 3B gezeigt sind, durch eine Gleichung (6) gegeben. ΔV = V_THH – V_THL = 2 × R1/(R1 + 2 × R3) × (V_CNT/2 – ΔVr) (6)
Folglich kann ΔVr erzeugt werden, um eine Gleichung (7) zu erfüllen. ΔVr = V_CNT/2 – ΔV/(2 × R1) × (R1 + 2 × R3) = V_VNT/2 – Kb/(1/V_IN + 1/V_OUT)/(2 × R1) × (R1 + 2 × R3) (7)
5A und 5B sind Schaltpläne von Aufbaubeispielen der Schwellwertspannungserzeugungskreise 38, die die Schaltfrequenz als konstant steuern können. Eine Spannungszufuhr 50 umfasst einen ersten Ausgabeanschluss 60, einen zweiten Ausgabeanschluss 62, einen vierten Widerstand R4, einen fünften Widerstand R5 und eine Stromzufuhr 51. Der vierte Widerstand R4 ist zwischen der Steuerleitung 52 und dem ersten Ausgabeanschluss 60 vorgesehen. Der fünfte Widerstand R5 ist zwischen dem zweiten Ausgabeanschluss 62 und einer Erdungsleitung 66 vorgesehen. Die Stromzufuhr 51 ist zwischen dem ersten Ausgabeanschluss 60 und dem zweiten Ausgabeanschluss 62 vorgesehen, um einen Steuerstrom I_M11 gemäß der Steuerspannung V_CNT, der Eingabespannung V_IN und der Ausgabespannung V_OUT zu erzeugen.
Die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 werden unter Verwendung des Stroms I_M11 durch die folgende Gleichung ausgedrückt. V1 = V_CNT – R4 × I_M11 V2 = R5 × I_M11
Angenommen R4 = R5 = R, dann wird ΔVr = R × I_M11 bereitgestellt.
5B zeigt ein spezielleres Aufbaubeispiel als dasjenige, das in 5A gezeigt ist. Eine Stromzufuhr 51 umfasst Widerstände R6 bis R12, einen ersten Transistor M11, und einen Fehlerverstärker 64. Der erste Transistor M11 ist ein N-Kanal MOSFET (Metal Oxid Halbleiterfeldeffekttransistor) und ist mit einem ersten Ausgabeanschluss 60 und einem zweiten Ausgabeanschluss 62 versehen.
Der Fehlerverstärker 64 hat eine erste Eingabe (einen Invertiereingabeanschluss (–)) und eine zweite Eingabe (einen Nicht-Invertiereingabeanschluss (+)). Ein sechster Widerstand R6 ist zwischen einem Steueranschluss (einem Gate) und einem ersten Transistor M11 und einer Ausgabe des Fehlerverstärkers 64 vorgesehen. Der siebte Widerstand R7 ist zwischen einer Energiezufuhrleitung 68, an der eine Energiezufuhrspannung V_DD eingegeben wird, und der Ausgabe des Fehlerverstärkers 64 vorgesehen. Ein achter Widerstand R8 ist zwischen einer ersten Eingabe (–) des Fehlerverstärkers 64 und dem zweiten Ausgabeanschluss 62 vorgesehen. Der neunte Widerstand R9 ist zwischen einer Eingabeleitung 70, an der eine Eingabespannung V_IN eingegeben wird, und der ersten Eingabe (–1) des Fehlerverstärkers 64 vorgesehen. Ein zehnter Widerstand R10 ist zwischen der Steuerleitung 52 und der zweiten Eingabe (+) des Fehlerverstärkers 64 vorgesehen. Ein elfter Widerstand R11 ist zwischen der Ausgabeleitung 72, an der die Ausgabespannung V_OUT des Schaltkonverters 40 eingegeben wird, und der zweiten Eingabe (+) des Fehlerverstärkers 64 vorgesehen. Ein zwölfter Widerstand R12 ist zwischen der zweiten Eingabe (+) des Fehlerverstärkers 64 und der Erdungsleitung 66 vorgesehen.
Im Schwellwertspannungserzeugungskreis 38, der in 5B gezeigt ist, wird die zweite Spannung V2 (= ΔVr) durch eine achte Gleichung (8) angenähert. Diese Näherungsgleichung wird aus einer Regressionsanalyse hergeleitet. V2 = ΔVr = –0,04399 × V_IN – 0,01393 × V_OUT + (R8/R9 + 1) × (V_CNT/R10)/(1/R10 + 1/R11 + 1/R12) (8)
Dies kann die Potenzialdifferenz ΔV zwischen der oberen Schwellwertspannung V_THH und der unteren Schwellwertspannung V_THL gemäß der Eingabespannung V_IN und der Ausgabespannung V_OUT einstellen, um hierdurch die Schaltfrequenz konstant zu halten.
Somit wurde der Aufbau des Beleuchtungskreises 20 vorab beschrieben. Nachfolgend wird der Betrieb hiervon beschrieben.
6 ist ein Wellenformdiagramm, das den Betrieb des Beleuchtungskreises 20 zeigt. Die Steuerspannung V_CNT verändert sich mit der Zeit. Die obere Schwellwertspannung V_THH und die untere Schwellwertspannung V_THL verändern sich gemäß der Steuerspannung V_CNT. Dies ermöglicht es, dass sich ein Spitzenwert I_THH und ein Bodenwert I_THL des Antriebsstroms I_DRV gemäß der Steuerspannung V_CNT verändern, wodurch ein effektiver Wert (ein Mittelwert) des Antriebsstroms I_DRV gemäß der Steuerspannung V_CNT verändert werden kann.
Zusätzlich kann die Schaltfrequenz durch Halten der Potenzialdifferenz (der Spannungswellenform) ΔV zwischen zwei Schwellwertspannungen V_THH, V_THL auf einem bestimmten Zielwert konstant gehalten werden, wodurch es möglich wird, ein Rauschen zu reduzieren.
Die Eingabespannung V_IN und die Ausgabespannung V_OUT des Schaltkonverters 30 können sich an einer langen Zeitskala oder einer kurzen Zeitskala verändern. Dann kann, selbst wenn sich die Eingabespannung V_IN oder die Ausgabespannung V_OUT verändern, die Schaltfrequenz durch Verändern des Zielwertes der Potenzialdifferenz ΔV, basierend auf der Eingabespannung V_IN und der Ausgabespannung V_OUT konstant gehalten werden, und ferner kann ein Rauschen reduziert werden.
Wenn die Steuerspannung V_CNT ohne Begrenzung verringert wird, in einem solchen Zustand, dass die untere Schwellwertspannung V_THL auf 0 V geklemmt ist, verringert sich lediglich die obere Schwellwertspannung V_THH. In diesem Zustand verringert sich der effektive Wert des Antriebsstroms I_DRV, während die Schaltfrequenz ansteigt. Dann kann die Konstanz der Schaltfrequenz sichergestellt werden, indem eine untere Grenze V_MIN des Veränderungsbereichs der Steuerspannung V_CNT auf einem Niveau sichergestellt wird, wo die untere Schwellwertspannung V_THL 0 V wird (der Bodenstrom I_THL 0 A wird), oder höher.
7 ist eine horizontale Schnittansicht einer Fahrzeugleuchte 1 (eines Fahrzeugscheinwerfers), die einen Beleuchtungskreis 20 gemäß dieser Ausführungsform aufweist. Der Fahrzeugscheinwerfer 1 ist ein rechtsseitiger Scheinwerfer, der an einem vorderen rechten Endabschnitt eines Motorfahrzeugs befestigt ist und konstruktiv identisch einem linksseitigen Scheinwerfer ist, der an einem vorderen linken Endabschnitt des Motorfahrzeugs befestigt ist, ausgenommen, dass sie seitlich symmetrisch zueinander sind. Deshalb wird in der folgenden Beschreibung der rechtsseitige Fahrzeugscheinwerfer 1 im Detail beschrieben, und die Beschreibung des linksseitigen Fahrzeugscheinwerfers wird hier weggelassen.
Wie in 7 gezeigt umfasst der Fahrzeugscheinwerfer 1 einen Leuchtenkörper 112, der einen Aussparungsabschnitt aufweist, der zur Vorderseite geöffnet ist. Im Leuchtenkörper 112 ist seine Vorderöffnung durch eine transparente Vorderabdeckung 114 abgedeckt, um ein Leuchtenfach 116 zu definieren. Das Leuchtenfach 116 fungiert als ein Raum, wo zwei Leuchteinheiten 118, 120 derart aufgenommen sind, dass die Leuchteneinheiten in einer Fahrzeugbreitenrichtung in Reihe angeordnet sind.
Im rechtsseitigen Fahrzeugscheinwerfer 1 ist von diesen Leuchteneinheiten die äußere Leuchteneinheit, das bedeutet, die Leuchteneinheit 120, die in 7 betrachtet oben angeordnet ist, eine Leuchteneinheit, die eine Linse umfasst und eingerichtet ist, ein variables Fernlicht zu emittieren. Auf der anderen Seite ist in dem rechtsseitigen Fahrzeugscheinwerfer 1 von diesen Leuchteneinheiten die innere Leuchteneinheit, das bedeutet, die Leuchteneinheit 118, die in 7 betrachtet unten angeordnet ist, eingerichtet, ein Abblendlicht zu emittieren.
Die Abblendlichtleuchteneinheit 118 hat einen Reflektor 122, eine Lichtquellenlampe (eine weißglühende Lampe) 124, die durch den Reflektor 122 getragen wird, und eine Blende, nicht gezeigt. Der Reflektor 122 wird so getragen, dass er sich relativ zum Leuchtenkörper 112 durch zum Beispiel eine Vorrichtung unter Verwendung einer Anschlagschraube und einer Mutter schwenkt.
Wie in 7 gezeigt, umfasst die Leuchteneinheit 120 einen Drehreflektor 126, eine LED 128 (zuvor beschriebene Halbleiterlichtquelle 10), eine konvexe Linse 130, die eine Projektionsliste ist, die vor dem Drehreflektor 126 angeordnet ist. Eine Halbleiterlichtemittiervorrichtung, wie eine EL-Vorrichtung oder eine LD-Vorrichtung, kann ebenso als eine Lichtquelle anstelle der LED 128 verwendet werden. Insbesondere ist bei einer Steuerung zum Abschneiden eines Teils des Lichtverteilmusters wird eine Lichtquelle bevorzugt, die innerhalb einer kurzen Zeitperiode genau an und aus geschaltet werden kann. Obwohl die Gestalt der konvexen Linse 130 wie benötigt gemäß benötigten Beleuchtungsintensitätseigenschaften gewählt werden kann, wie einem Lichtverteilmuster oder einer Beleuchtungsverteilung, wird eine asphärische Linse oder eine frei gekrümmte Linse verwendet. In dieser Ausführungsform wird eine asphärische Linse als die konvexe Linse 130 verwendet.
Der Drehreflektor 126 wird in einer Richtung um eine Drehachse R durch eine Antriebsquelle, wie einen nicht gezeigten Motor, gedreht. Zusätzlich umfasst der Drehreflektor 126 eine Reflexionsfläche, die ein Licht reflektiert, das von der LED 128 emittiert wurde, während sie sich dreht, um ein gewünschtes Lichtverteilmuster auszubilden. In dieser Ausführungsform bildet der Drehreflektor 126 eine optische Einheit.
8 ist eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau der Leuchteneinheit 120 zeigt, welche eine optische Einheit gemäß dieser Ausführungsform umfasst. 9 ist eine Seitenansicht der Leuchteneinheit 120, wenn von einer Richtung A, die in 7 gezeigt ist, betrachtet.
Der Drehreflektor 126 hat drei Blenden 126a, die als die Reflexionsfläche dienen, welche die gleiche Gestalt haben und die am Umfang des zylindrischen Drehabschnitts 126b vorgesehen sind. Die Drehachse R des Drehreflektors 126 ist relativ zur optischen Achse Ax geneigt und ist in einer Ebene vorgesehen, welche die optische Achse Ax und die LED 128 enthält. Mit anderen Worten ist die Drehachse R im Wesentlichen parallel zu einer Abtastebene des Lichts (Beleuchtungsstrahl) der LED 128 vorgesehen, das in einer Links-Rechts-Richtung durch Drehen abtastet. Dies ermöglicht es, dass die optische Einheit dünn ausgeführt werden kann. Hier kann die Abtastebene als eine fächerförmige Ebene betrachtet werden, die durch kontinuierliches Verbinden von Orten des Lichts der LED 128 ausgebildet wird, das Abtastlicht ist.
Zusätzlich ist bei der Leuchteneinheit 120 gemäß dieser Ausführungsform die LED 128 relativ klein ausgeführt und ist in einer Position angeordnet, die zwischen dem Drehreflektor 126 und der konvexen Linse 130 liegt, und sich von der optischen Achse Ax verformt. Deshalb kann, verglichen mit einer konventionellen Projektorleuchteneinheit, bei der eine Lichtquelle, ein Reflektor und eine Linse an einer optischen Achse in Reihe angeordnet sind, eine Tiefenrichtung (eine Vor-Zurück-Richtung des Fahrzeugs) des Fahrzeugscheinwerfers 1 verkürzt werden.
Die Gestalt der Blenden 126a des Drehreflektors 126 ist derart eingerichtet, dass eine sekundäre Lichtquelle der LED 128 aufgrund einer Reflexion nahe einem Brennpunkt der konvexen Linse 130 ausgebildet ist. Zusätzlich haben die Blenden 126a eine verdrillte Gestalt, so dass ein Winkel, der durch die optische Achse Ax ausgebildet ist, und der Reflexionsfläche sich verändert, wenn sich die Blenden 126a in einer Umfangsrichtung erstrecken, die an der Drehachse R zentriert ist. Dies ermöglicht ein Abtasten, welches das Licht der LED 128 verwendet, wie in 8 gezeigt.
Eine Abtastperiode eines beleuchteten Bilds, das durch eine periodische Bewegung (eine Drehbewegung) der Blenden 126a erhalten wird, ist in der Ordnung von 20 ms (50 Hz) bis 5 ms (200 Hz) und kann durch ein menschliches Auge nicht erfasst werden.
Der Beleuchtungskreis 20 gemäß dieser Ausführungsform kann bevorzugt für eine Blendenabtastfahrzeugleuchte verwendet werden. Die Steuerspannung V_CNT kann in Assoziation mit der periodischen Bewegung (Versatz) der Blenden 126a verändert werden, wodurch die Lichtintensität für jede beleuchtete Position erhöht oder verringert werden kann, wodurch es möglich wird, ein beliebiges Beleuchtungsmuster auszubilden. Insbesondere mit dem Beleuchtungskreis 20 ist es möglich, eine elektronische Drehfunktion zu realisieren, bei der (i) die Beleuchtung von lediglich dem Glühraum des Beleuchtungsgebiets relativ verbessert wird und (ii) die Beleuchtungsverteilung basierend auf einer Lenkinformation verändert wird, das bedeutet, die Beleuchtung am linken Ende oder rechten Ende verbessert wird.
Zum Beispiel, wie im Wellenformdiagramm gezeigt, das in 6 gezeigt ist, wird die Abtastperiode T_SCAN in eine Vielzahl von (zum Beispiel acht) gleichen Sektionen geteilt, so dass die Steuerspannung V_CNT, das bedeutet die Beleuchtung der LED 128, eingerichtet sein kann, so dass sie für jede Sektion geschaltet wird. Die Steuerspannung V_CNT kann an Grenzen zwischen benachbarten Sektionen moderat verändert werden.
Auf diese Weise, obwohl die Fahrzeugleuchte 1 gemäß dieser Ausführungsform bevorzugt in dem Blendenabtastscheinwerfer verwendet werden kann, kann die Fahrzeugleuchte 1 ebenso für andere Typen von Fahrzeugleuchten verwendet werden.
Somit wurde die vorliegende Erfindung basierend auf der Ausführungsform, beschrieben. Diese Ausführungsform zeigt lediglich das Beispiel der vorliegenden Erfindung, und somit sollte es für Fachleute ersichtlich sein, an die die vorliegende Erfindung gerichtet ist, dass die Ausführungsform vielfältig modifiziert werden kann, indem die bildenden Elemente und Behandlungsprozesse kombiniert werden, die in der Ausführungsform beschrieben werden, und dass die resultierenden modifizierten Beispiele in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollten. Hiernach werden solche modifizierten Beispiele beschrieben.
(Erstes modifiziertes Beispiel)
10A und 10B sind Schaltpläne von Schwellwertspannungserzeugungskreisen 38 gemäß einem modifizierten Beispiel. Die Schwellwertspannungserzeugungskreise 38 umfassen einen dreizehnten Widerstand R13, eine erste Stromzufuhr 80 und eine zweite Stromzufuhr 82. Ein erstes Ende des dreizehnten Widerstands R13 ist mit einer Steuerleitung 52 verbunden, an der eine Steuerspannung V_CNT eingegeben wird. Die erste Stromzufuhr 80 speist eine Zufuhr einer konstanten Strommenge Δi gemäß einem Zielwert einer Potentialdifferenz ΔV zu einem zweiten Ende E2 des dreizehnten Widerstands R13. Die zweite Stromzufuhr 82 senkt den konstanten Strom Δi vom zweiten Ende E2 des dreizehnten Widerstands R13. Die Schwellwertspannungserzeugungskreise 38 sind eingerichtet, um Zustände zwischen (i) einem ersten Zustand ϕ1, bei dem die erste Stromzufuhr 80 mit dem zweiten Ende E2 des dreizehnten Widerstands R13 verbunden ist, um hierdurch eine obere Schwellwertspannung V_THH im zweiten Ende E2 zu erzeugen, und (ii) einem zweiten Zustand ϕ2 zu schalten, bei dem die zweite Stromzufuhr 82 mit dem zweiten Ende E2 des dreizehnten Widerstands R13 verbunden ist, um hierdurch eine untere Schwellwertspannung V_THL im zweiten Ende E2 zu erzeugen. In 10A ist ein Selektor 84 vorgesehen, um Zustände zwischen dem ersten Zustand ϕ1 und dem zweiten Zustand ϕ2 zu schalten. In 10B sind dreizehnte Widerstände 13a, 13b individuell für die erste Stromzufuhr 80 und die zweite Stromzufuhr 82 vorgesehen, und Spannungen an zweiten Enden E2 der zwei dreizehnten Widerstände R13a, R13b können durch einen Selektor 86 gewählt werden.
Gemäß den Schwellwertspannungserzeugungskreisen 38, die in 10A und 10B gezeigt sind, können V_THH = V_CNT + R13 × Δi im ersten Zustand ϕ1 erzeugt werden, und V_THL = V_CNT – R13 × Δi kann im zweiten Zustand ϕ2 erzeugt werden. Δi kann gemäß der Eingabespannung V_IN und der Ausgabespannung V_OUT erzeugt werden, um die Veränderung der Frequenz zu verhindern, wenn sich die Spannung verändert.
(Zweites modifiziertes Beispiel)
Als die Halbleiterlichtquelle 10 kann zusätzlich zur LED eine Halbleiterlichtquelle, wie eine LD (Laserdiode) oder eine organische EL (Elektroluminiszenz) verwendet werden.
(Drittes modifiziertes Beispiel)
Während der Schaltkonverter 30 aus einem Cuk-Konverter in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gefertigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel ist der Schaltkonverter 30 ein Tiefsetzsteller (der Buck-Konverter), und der Tiefsetzsteller kann unter Verwendung einer Konvertersteuerung 32 gesteuert werden. Wenn dies auftritt, kann ein Sperrwandler- oder ein Vorlaufvorverstärker- und Tiefsetzsteller in eine Folgestufe in einen Tiefsetzsteller eingesetzt werden, um eine Batteriespannung V_BAT auf zunehmen.
Während die vorliegende Erfindung unter Verwendung spezifischer Worte und Ausdrücke, basierend auf der Ausführungsform, beschrieben wurde, zeigt die Ausführungsform lediglich das Prinzip und die Anwendung der vorliegenden Erfindung, und deshalb sind viele Modifikationen oder Veränderungen in einer Anordnung an der Ausführungsform möglich, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen festgelegt ist, die nachfolgend beschrieben werden.
[Beschreibung der Bezugszeichen]

1 Fahrzeugleuchte, 2 Batterie, 4 Schalter, 6 Prozessor, 10 Halbleiterlichtquelle, 12 Lichtemittervorrichtung, 20 Beleuchtungskreis, 30 Schaltkonverter, 32 Konvertersteuerung, 34 Stromerfassungskreis, 36 Hysteresevergleicher, 38 Schwellwertspannungserzeugungskreis, 39 Antrieb, 40 Nebenkreis, 42 Nebensteuerung, R1 erster Widerstand, R2 zweiter Widerstand, R3 dritter Widerstand, R4 vierter Widerstand, R5 fünfter Widerstand, R6 sechster Widerstand, R7 siebter Widerstand, R8 achter Widerstand, R9 neunter Widerstand, R10 zehnter Widerstand, R11 elfter Widerstand, R12 zwölfter Widerstand, R13 dreizehnter Widerstand, 50 Spannungszufuhr, 52 Steuerleitung, 54 Ausgabeknoten, 56, 58 Selektor, M11 Transistor, 60 erster Ausgabeanschluss, 62 zweiter Ausgabeanschluss, 64 Fehlerverstärker, 66 Erdungsleitung, 68 Energieleitung, 80 erste Stromzufuhr, 82 zweite Stromzufuhr, 84, 86 Selektor.

Claims

Beleuchtungskreis zur Verwendung zusammen mit einer Halbleiterlichtquelle und zum Ausbilden einer Fahrzeugleuchte, umfassend: einen Schaltkonverter, der eine Energie zur Halbleiterlichtquelle zuführt, und eine Konvertersteuerung, die den Schaltkonverter steuert, wobei die Konvertersteuerung umfasst: einen Stromerfassungskreis, der eingerichtet ist, einen Strom zu erfassen, der vom Schaltkonverter zur Halbleiterlichtquelle zugeführt wird, einen Hysteresevergleicher, der eingerichtet ist, einen erfassten Stromwert mit einer oberen Schwellwertspannung und einer unteren Schwellwertspannung zu vergleichen, um einen Steuerpuls gemäß dem Ergebnis des Vergleichs zu erzeugen, einen Antrieb, der eingerichtet ist, ein Schaltelement des Schaltkonverters gemäß dem Steuerpuls zu schalten, und einen Schwellwertspannungserzeugungskreis, der eingerichtet ist, eine variable Steuerspannung aufzunehmen, die eine Zielstromgröße kennzeichnet, um eine obere Schwellwertspannung und eine untere Schwellwertspannung gemäß der empfangenen Steuerspannung zu erzeugen.
Beleuchtungskreis gemäß Anspruch 1, bei dem der Schwellwertspannungserzeugungskreis eine Potenzialdifferenz zwischen der oberen Schwellwertspannung und der unteren Schwellwertspannung unabhängig von der Größe der Steuerspannung konstant hält.
Beleuchtungskreis gemäß Anspruch 2, bei dem sich die Steuerspannung hinunter als eine untere Spannungsgrenze verändert, wo die untere Schwellwertspannung 0 V wird.
Beleuchtungskreis gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem der Schwellwertspannungserzeugungskreis umfasst: einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die gleiche Widerstandswerte haben und die in Reihe zwischen einer Steuerleitung, an der die Steuerspannung eingegeben wird, und einer Erdungsleitung vorgesehen sind, an der die Erdungsspannung eingegeben wird, einen dritten Widerstand, von dem ein erstes Ende mit einem Ausgabeknoten verbunden ist, der ein Verbindungspunkt des ersten Widerstands und des zweiten Widerstands ist, und eine Spannungszufuhr, die eingerichtet ist, eine erste Spannung, die um eine Differenzspannung geringer ist, die einem Zielwert der Potenzialdifferenz entspricht, als die Steuerspannung, und eine zweite Spannung zu erzeugen, die um die Differenzspannung größer ist als eine Erdungsspannung, wobei (i) ein erster Zustand, bei dem die erste Spannung an einem zweiten Ende des dritten Widerstands aufgebracht wird, um hierdurch eine obere Schwellwertspannung im Ausgabeknoten zu erzeugen und (ii) einen zweiten Zustand, bei dem die zweite Spannung am zweiten Ende des dritten Widerstands aufgebracht wird, um hierdurch die untere Schwellwertspannung im Ausgabeknoten zu erzeugen, gemäß dem Steuerpuls geschaltet werden kann.
Beleuchtungskreis gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Schwellwertspannungserzeugungskreis eingerichtet ist, einen Zielwert der Potenzialdifferenz gemäß einer Eingabespannung und einer Ausgabespannung des Schaltkonverters einzustellen.
Beleuchtungskreis gemäß Anspruch 4, bei dem die Spannungszufuhr umfasst: einen ersten Ausgabeanschluss, der eingerichtet ist, die erste Spannung zu erzeugen, einen zweiten Ausgabeanschluss, der eingerichtet ist, die zweite Spannung zu erzeugen, einen vierten Widerstand, der zwischen der Steuerleitung und dem ersten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen fünften Widerstand, der zwischen dem zweiten Ausgabeanschluss und der Erdungsleitung vorgesehen ist, und eine Stromzufuhr, die zwischen dem ersten Ausgabeanschluss und dem zweiten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, um einen Steuerstrom zu erzeugen, der gemäß der Steuerspannung und der Eingabespannung und der Ausgabespannung des Schaltkonverters eingestellt wird.
Beleuchtungskreis gemäß Anspruch 4, bei dem die Spannungszufuhr umfasst: einen ersten Ausgabeanschluss, der eingerichtet ist, die erste Spannung zu erzeugen, einen zweiten Ausgabeanschluss, der eingerichtet ist, die zweite Spannung zu erzeugen, einen vierten Widerstand, der zwischen der Steuerleitung und dem ersten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen fünften Widerstand, der zwischen dem zweiten Ausgabeanschluss und der Erdungsleitung vorgesehen ist, einen ersten Transistor, der zwischen dem ersten Ausgabeanschluss und dem zweiten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen Fehlerverstärker mit einer ersten Eingabe und einer zweiten Eingabe, einen sechsten Widerstand, der zwischen einem Steueranschluss des ersten Transistors und einer Ausgabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen siebten Widerstand, der zwischen einer Energiezufuhrleitung, an der eine Energiezufuhrspannung eingegeben wird, und der Ausgabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen achten Widerstand, der zwischen der ersten Eingabe des Fehlerverstärkers und dem zweiten Ausgabeanschluss vorgesehen ist, einen neunten Widerstand, der zwischen einer Eingabeleitung, an der eine Eingabespannung eingegeben wird, und der ersten Eingabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen zehnten Widerstand, der zwischen der Steuerleitung und der zweiten Eingabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, einen elften Widerstand, der zwischen einer Ausgabeleitung, an der eine Ausgabespannung des Schaltkonverters eingegeben wird, und einer zweite Eingabe des Fehlerverstärkers vorgesehen ist, und einen zwölften Widerstand, der zwischen der zweiten Eingabe des Fehlerverstärkers und der Erdungsleitung vorgesehen ist.
Beleuchtungskreis gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem der Schwellwertspannungserzeugungskreis umfasst: einen dreizehnten Widerstand, von dem ein Ende mit einer Steuerleitung verbunden ist, an der die Steuerspannung eingegeben wird, eine erste Stromzufuhr, welche eine Zufuhr einer konstanten Strommenge gemäß einem Zielwert der Potenzialdifferenz zu einem zweiten Ende des dreizehnten Widerstands zuführt, und eine zweite Stromzufuhr, die den konstanten Strom vom zweiten Ende des dreizehnten Widerstands absenkt, wobei (i) ein erster Zustand, bei dem die erste Stromzufuhr mit dem zweiten Ende des dreizehnten Widerstands verbunden ist, um hierdurch die obere Schwellwertspannung im zweiten Ende zu erzeugen, und (ii) ein zweiter Zustand, bei dem die zweite Stromzufuhr mit dem zweiten Ende des dreizehnten Widerstands verbunden ist, um hierdurch die niedrigere Schwellwertspannung im zweiten Ende zu erzeugen, geschaltet werden kann.
Beleuchtungskreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Schaltkonverter einen Cuk-Konverter umfasst.
Fahrzeugleuchte, umfassend: eine Halbleiterlichtquelle mit einer Vielzahl von Lichtemittervorrichtungen, die in Reihe verbunden sind, den Beleuchtungskreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, der eingerichtet ist, die Halbleiterlichtquelle zu beleuchten, und eine Blende, die so angeordnet ist, um ein von der Halbleiterlichtquelle emittiertes Licht aufzunehmen, um ein reflektiertes Licht zum Vorderen des Fahrzeugs scheinen zu lassen, und die eine bestimmte periodische Bewegung wiederholt.
Fahrzeugleuchte gemäß Anspruch 10, bei der sich die Steuerspannung, die am Beleuchtungskreis eingegeben wird, periodisch in Synchronisation mit der periodischen Bewegung verändert.