JP4802910B2 - Vehicle headlamp lighting device, vehicle headlamp lamp, vehicle - Google Patents
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Description
本発明は車両用前照灯と前照灯の周辺機器を制御する機能を具備した車両用前照灯点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle headlamp and a vehicle headlamp lighting device having a function of controlling peripheral devices of the headlamp.
近年、車両の前照灯を含むフロントモジュールは高機能になってきている。従来のハロゲンランプの点灯/消灯以外にも、マイコンを搭載した電子安定器を要するHIDランプや前記HIDランプの出力光をハンドルの舵角に応じて配光を可変させるアクチュエータや舵角/車速に応じて車両の曲がる方向を照らす補助光や日中に対向車に注意を促すために点灯されるDTRL(Day Time Running Light)や車外の外光が暗くなった場合に自動で前照灯を点灯させるための外光センサや前方車両との距離を測定するセンサなど多くの機能が求められている(特許文献1,2参照)。
In recent years, front modules including vehicle headlamps have become highly functional. In addition to turning on / off conventional halogen lamps, HID lamps that require electronic ballasts equipped with microcomputers, actuators that change the light distribution according to the steering angle of the steering wheel, and steering angle / vehicle speed. Auxiliary light that illuminates the turning direction of the vehicle in response, DTRL (Day Time Running Light) that is turned on to alert the oncoming vehicle during the day, and the headlamp automatically turns on when the outside light becomes dark Many functions such as an external light sensor for measuring the distance to the vehicle ahead and a sensor for measuring the distance to the vehicle ahead are required (see
先にあげたフロントモジュールのうち、前照灯(HIDヘッドライトやLEDヘッドライトなど)を点灯させるには、上述のようにマイコンが必要となる。なぜなら、例えば放電灯を点灯維持するには、放電灯に流れる放電電流を随時監視し、略一定にさせるようコントロールする必要があるからである。 Of the front modules mentioned above, a microcomputer is required as described above to turn on a headlamp (such as an HID headlight or an LED headlight). This is because, for example, in order to keep the discharge lamp lit, it is necessary to monitor the discharge current flowing through the discharge lamp as needed and to control it so as to be substantially constant.
しかしながら、近年HIDランプが用いられつつあるすれ違いビームなどは、運転席のコラムスイッチにより点灯されない限り、放電灯点灯装置(電子安定器)には電源が供給されないシステムであった。なお、特許文献3には、前照灯の消灯時間計測のためにマイコンに電源を供給しておく構成が開示されているが、前照灯の消灯中に他の負荷を制御することは出来なかった。
近年、日中の走行時に前照灯を点灯させることによる安全面での効果がうたわれて来ている。しかしながら、HIDランプを点灯させるには明るすぎ、また、日中の点灯は極端な長寿命を必要とし、現在の瞬時再始動可能なHIDランプでは長寿命化が困難と言った課題がある。 In recent years, safety effects have been sung by turning on the headlamps during daytime running. However, it is too bright to turn on the HID lamp, and lighting during the day requires an extremely long life, and there is a problem that it is difficult to extend the life of the HID lamp that can be instantaneously restarted.
従来の前照灯点灯装置は、運転席のコラムスイッチによりすれ違いビーム(Lowビーム)の点灯スイッチが入ったときのみ電源供給される。このため、前方へ注意を促すために点灯あるいは点滅点灯するDTRL(Day Time Running Light)やハンドル舵角に応じて配光を可変するアクチュエータの正面位置への初期化動作等の制御は、すれ違いビームの点灯スイッチによって電源供給されていない前照灯点灯装置をもってコントロールすることはできなかった。 The conventional headlamp lighting device is supplied with power only when a low beam lighting switch is turned on by a column switch in the driver's seat. For this reason, control such as initialization operation to the front position of the DTRL (Day Time Running Light) that lights up or flashes in order to call attention to the front and the actuator that changes the light distribution according to the steering angle of the steering wheel, etc. It was not possible to control with a headlamp lighting device that was not powered by the lighting switch.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、すれ違いビームを点灯させるスイッチがオンされなくても前照灯点灯装置を動作可能とすることを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable a headlamp lighting device to operate even if a switch for lighting a low beam is not turned on.
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図4に示すように、直流入力電圧を所望の電圧に変換するコンバータ2と、前記コンバータ2を制御する制御回路5とを備える車両用前照灯点灯装置1であって、異なるモードで供給される少なくとも2つの略同電位の入力線E1,E2を有し、うち一方の入力線E1により車両用前照灯Laを点灯させ、他方の入力線E2から前記コンバータ2を制御する制御回路5へ電源供給し、前記車両用前照灯La以外の負荷7を作動させ、前記少なくとも2つの略同電位の入力線E1,E2は、整流素子D1を介して接続されており、該整流素子D1は、前照灯Laを点灯させる回路から制御回路5に向かって電流が流れる向きに接続され、整流素子D1と制御電源部6の接続部に前記他方の入力線E2が接続されていることを特徴とする。
In the present invention, in order to solve the above problems, as shown in FIG. 4 , a vehicle including a
ここで、前記車両用前照灯La以外の負荷7とは、例えば前照灯の配光を可変させるアクチュエータ、車幅灯、日中に前方注意を促すサイン灯、方向指示器、センサーなどである。
Here, the
本発明によれば、従来は運転席のライトオンスイッチが投入されないと制御できなかった車両用前照灯以外の負荷を前照灯点灯装置により制御することが可能となる。また、前照灯の点灯制御用の制御回路と制御電源を活用することにより、新たに追加される負荷に対して、新たな制御回路を必要とせず、また、新たに追加した負荷のためにバッテリより電源を供給する電源線を前照灯点灯装置と共有可能となり、ハーネスを削減できる効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to control a load other than a vehicle headlamp, which could not be controlled unless a driver's seat light-on switch is turned on, by the headlamp lighting device. In addition, by utilizing the control circuit and control power supply for headlamp lighting control, a new control circuit is not required for a newly added load, and for a newly added load. The power line for supplying power from the battery can be shared with the headlamp lighting device, and the harness can be reduced.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の構成を示すブロック回路図である。従来と異なる点は、前照灯点灯装置1にすれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させるスイッチSW1で供給されている電源線E1以外に、バッテリEから供給される電源線E2を前照灯点灯装置1が有していることと、前照灯La以外の負荷7を前照灯点灯装置1が制御している点である。これにより、従来ではすれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させるスイッチSW1がオンされないと制御できなかった負荷7(例えば、DTRLなど)を前照灯点灯装置1により制御することが可能となる。本実施の形態の構成により、負荷7として方向指示器等のヘッドライト周辺の他のサイン灯をも制御可能となる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block circuit diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. The difference from the prior art is that, in addition to the power supply line E1 supplied by the switch SW1 for lighting the
以下、図1の構成について説明する。図1の例では、前照灯Laとして高輝度放電灯(HIDランプ)を用いている。2はDC/DCコンバータであり、入力直流電圧(例えば12V)を前照灯Laの点灯に適した電圧(始動時400V、点灯安定時85V)に変換する。3は低周波インバータであり、前照灯Laを長寿命に点灯させるために、前照灯Laに印加する電圧の極性を数十Hz〜数百Hzの交流に変換する。4はイグナイタであり、前照灯Laを始動させるために、始動時において前照灯Laに略30KVの高電圧パルスを印加する。5は制御回路であり、DC/DCコンバータ2や低周波インバータ3のスイッチング素子を制御する。6は制御電源部であり、制御回路5の内部に設けられたMPU(マイクロプロセッサ)等の動作電源を供給するほか、負荷7にも電源を供給する。
Hereinafter, the configuration of FIG. 1 will be described. In the example of FIG. 1, a high-intensity discharge lamp (HID lamp) is used as the headlamp La.
なお、前照灯LaがLEDである場合には、低周波インバータ3、イグナイタ4は必要ない。また、始動時にDC/DCコンバータ2も400Vと言った高電圧を出力する必要もないが、負荷電流(LED電流)を一定にするという点では、安定器としてのDC/DCコンバータ2を必要とすることは放電灯点灯装置の場合と同様である。
When the headlight La is an LED, the
本実施の形態によれば、フロントモジュールに新たに追加される負荷7に対し、新たな制御ECUを必要としない、また、新たに追加した負荷7のためにバッテリEより電源を供給する2線のハーネスのうち1線を前照灯点灯装置の1線と共有可能となり、ハーネス削減という効果を奏する。
According to the present embodiment, a new control ECU is not required for the
(実施の形態2)
図2に実施の形態2の構成を示す。実施の形態1と異なる点は、すれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させるスイッチSW1に供給される電源線E1と異なる、他方の略同電位の電源線E2による供給が、車両エンジンのイグニッションスイッチSW2に連動されている点である。これにより、車両エンジンが稼働時でない場合には、前照灯点灯装置1の制御電源部6にも電源が供給されないため、バッテリEの消耗を防ぐことが可能となり、かつ、走行時には確実にDTRLなどを点灯させるという効果がある。
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows the configuration of the second embodiment. The difference from the first embodiment is that the power supply E2 that is different from the power supply line E1 that is supplied to the switch SW1 that turns on the low beam is supplied to the ignition switch SW2 of the vehicle engine. It is a point that is linked. As a result, when the vehicle engine is not in operation, power is not supplied to the control
また、図3の(a)のプロセスのように、イグニッションONにより前照灯点灯装置1の制御回路5に電源供給させているため、車両走行開始時には制御電源が立ち上がっていることになる。このため、次にすれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させるスイッチSW1がオンされた場合、既に制御電源が立ち上がっているため、制御電源の立ち上がり時間やマイコン等の制御回路の初期化による遅延時間がなく、すばやく前照灯Laを点灯させることが可能となる。
Further, since the power is supplied to the
また、図3の(b)のプロセスのように、エンジン始動前にすれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させるスイッチSW1をオンさせたとしても、車は始動前であり、走行自体に影響を与えない。つまり、LowビームスイッチSW1がONした後、制御電源が立ち上がり、それから前照灯Laが点灯するが、このときは、まだ車両走行前であるため、早急な光出力の立ち上がりの要求は低く、実使用上の問題は生じない。 Further, even if the switch SW1 for turning on the passing beam (Low beam) is turned on before starting the engine as in the process of FIG. 3B, the vehicle is not started and does not affect the running itself. . In other words, after the low beam switch SW1 is turned on, the control power supply is turned on, and then the headlight La is turned on. There is no problem in use.
(実施の形態3)
図4に実施の形態3の構成を示す。実施の形態2と異なる点は、すれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させるスイッチSW1から前照灯点灯装置1の制御電源部6に整流素子D1を介して電圧E1を供給した点にある。図4のような構成とすることにより、数十Wの電力を消費する前照灯Laへの電源線E1へ、前照灯点灯装置1へ新たに追加した電源線E2(ここではイグニッションスイッチSW2に連動する電源線)から、前照灯Laへの電力供給経路を無くし、従来通りの経路で前照灯Laへ電力供給ができる。即ち、イグニッション連動の電源線E2から大きな電力を供給する必要がないので、太いハーネスを使用する必要がなくなる。また、制御電源部6へ電源供給する整流素子D1には、前照灯Laを点灯させる電流は流れないため、耐量の大きな整流素子を用いることなく前照灯点灯装置1を構成できる。
(Embodiment 3)
FIG. 4 shows the configuration of the third embodiment. The difference from the second embodiment is that a voltage E1 is supplied from the switch SW1 for turning on the low beam to the control
(実施の形態4)
図5に実施の形態4の構成を示す。実施の形態3と異なる点は、イグニッションスイッチSW2に連動する電源線E2についても整流素子D2を介して電源供給した点と、LEDで構成されたDTRLの点灯を前照灯点灯装置1の制御回路5のマイコン(MPU)を用いて点滅させた点である。双方の電源線E1,E2から整流素子D1,D2を介して制御電源部6に電源供給する構成としたので、一方の電源が前照灯点灯装置1に供給された場合にも、前照灯点灯装置1を介して他の制御機器へ影響を及ぼさない。
(Embodiment 4)
FIG. 5 shows the configuration of the fourth embodiment. The difference from the third embodiment is that the power supply line E2 linked to the ignition switch SW2 is also supplied with power via the rectifying element D2, and the control circuit of the
また、前照灯点灯装置1の制御回路5を用いてDTRLを点滅させたので、DTRLを点灯させるための電子回路部と前照灯点灯装置1の点灯用の制御回路を兼用することができ、点滅により対向車への視認性も向上させることが可能なシステムを安価に提案できる。
Further, since the DTRL is blinked by using the
(実施の形態5)
図6に実施の形態5の構成を示す。実施の形態4と異なる点は、イグニッションスイッチSW2に連動する電源線E2からの電源供給により、外部センサSの検出値を前照灯点灯装置1の制御回路5に読み込み、すれ違いビーム(Lowビーム)を点灯させる前に、他の機器8の制御をする点である。
(Embodiment 5)
FIG. 6 shows the configuration of the fifth embodiment. The difference from the fourth embodiment is that the detected value of the external sensor S is read into the
例えば、図6では、イグニッションスイッチSW2からの電源供給を受け、後部車輪のサスペンションに接続されている車高センサの信号を検出することにより、トランクや乗車スペースに乗車している人の重みによる車両の傾きを計算し(ここでは、一つのセンサSとして図示されているが、正確な車両の傾きを計算するには前後輪の車高を検出し、計算する方が望ましい)、前照灯Laのレベリングを行うDCモータ制御部8aにレベリングを行う信号を送る。DCモータ制御部8aとDCブラシモータ8bとでレベリングアクチュエータ8を構成している。 For example, in FIG. 6, a vehicle based on the weight of a person riding in a trunk or a boarding space is detected by receiving a power supply from the ignition switch SW2 and detecting a signal of a vehicle height sensor connected to a suspension of a rear wheel. The headlamp La is calculated (in this case, it is shown as one sensor S, but it is preferable to detect and calculate the vehicle heights of the front and rear wheels in order to accurately calculate the vehicle inclination). A signal for leveling is sent to the DC motor control unit 8a that performs leveling. The DC motor controller 8a and the DC brush motor 8b constitute a leveling actuator 8.
このような構成にすることにより、従来、LowビームスイッチSW1が投入された後にしかレベリング機能を動作させれなかった(つまり、点灯しながらレベリングしていた)が、点灯する前にあらかじめレベリングを行うことができ、運転者に不快感を与えず、適切な配光を提供できる。 With such a configuration, the leveling function can be operated only after the Low beam switch SW1 is turned on (that is, leveling is performed while lighting), but leveling is performed in advance before lighting. Therefore, it is possible to provide an appropriate light distribution without causing discomfort to the driver.
ここでは、車高センサを例示したが、センサが明るさセンサの場合は、外光の明るさを検出し、所定の明るさ以下になった場合は、前照灯Laを自動で点灯させることも可能となる。なお、この場合、イグニッションスイッチSW2に連動する電源線E2の側からも前照灯Laを点灯させるDC/DCコンバータ2に電源を供給できる回路構成にしなくてはならないことは言うまでもない。
Here, the vehicle height sensor is illustrated, but when the sensor is a brightness sensor, the brightness of the outside light is detected, and when the brightness is lower than the predetermined brightness, the headlamp La is automatically turned on. Is also possible. In this case, it goes without saying that the circuit configuration must be such that power can be supplied to the DC /
(実施の形態6)
図7に実施の形態6の構成を示す。実施の形態5と異なる点は、前照灯点灯装置1に、車両の走行状態を知らしめる通信線が入力されている点と、前照灯点灯装置1の負荷として、前照灯La以外に前照灯Laの配光を可変するアクチュエータ9a,9b(この例ではステッピングモータ負荷)が付加された点にある。
(Embodiment 6)
FIG. 7 shows the configuration of the sixth embodiment. The difference from the fifth embodiment is that a communication line that informs the traveling state of the vehicle is input to the
従来、配光可変を行う制御機器は、前照灯点灯装置1と別に設けられていたが、本実施の形態においては前照灯点灯装置1の制御回路5が兼用している。前照灯点灯装置1と配光可変アクチュエータ9a,9bは同一灯具に近接配置されているので、アクチュエータ9a,9bを稼働させる配線も短く、軽量化に貢献できる。
Conventionally, a control device that performs variable light distribution has been provided separately from the
本実施の形態においては、前照灯Laの制御と配光可変アクチュエータ9a,9bの制御を一つのマイコンによって制御可能としたので、従来より安価なシステムの構築が可能となる。
In the present embodiment, the control of the headlight La and the control of the light
また、前照灯点灯装置1にイグニッションスイッチSW2からの電源供給をしたので、LowビームスイッチSW1をONさせて前照灯Laを点灯させる前に配光可変のイニシャライズ(例えば、舵角と連動して、配光を左右へ可変させる場合、正面方向への初期化動作)を行えるので、前方他車へのグレアを与えることなく初期化可能なシステムを構成できる。
In addition, since the power is supplied from the ignition switch SW2 to the
なお、この例では、制御回路5への通信線には車速センサS1、車高センサS2、舵角センサS3、車外環境センサS4が接続されているが、これらに限定されるものではない。
In this example, the vehicle speed sensor S1, the vehicle height sensor S2, the steering angle sensor S3, and the vehicle exterior environment sensor S4 are connected to the communication line to the
(実施の形態7)
表1、図8に実施の形態7を示す。実施の形態3,4と異なる点は、前照灯の制御回路により、すれ違いビームのスイッチがオンされてLowビームが点灯した場合、補助灯(車幅灯やDTRLなど)の付加灯を消灯させるよう制御した点にある。このような構成にすることにより、前照灯Laの点灯時はDTRLを点灯(点滅させる)制御を行わないため、前照灯Laの点灯制御のみとなり、マイコンの負荷を軽減可能となる。言うまでもないが、この場合、前照灯Laが点灯しているため、前方対向車への警告表示灯のDTRLは必要ない。
(Embodiment 7)
Table 1 and FIG. 8 show the seventh embodiment. The difference from
また、本実施の形態においては、何らかの原因(例えば放電灯の寿命等で)前照灯Laが点灯しなかった場合には、制御回路で前照灯Laの不点灯を検出し、付加灯(車幅灯やDTRL)を代わりに点灯することも可能となる。 Further, in the present embodiment, when the headlight La does not light for some reason (for example, due to the life of the discharge lamp), the control circuit detects that the headlight La is not lit, and the additional lamp ( It is also possible to light the vehicle width lamp or DTRL) instead.
(実施の形態8)
図9に実施の形態8の動作を示す。本実施の形態では、図5に示した実施の形態4に加えて、DTRLの点滅周波数を、前照灯点灯装置1の低周波インバータ3の極性反転の周波数fに同期して点滅制御するようにしたものであり、これにより、前照灯点灯装置1の制御回路5のマイコンに負荷を大きくかけることなく、DTRLを制御可能となる。図中に示すように、低周波インバータ3の点灯周波数に近い周波数で点灯させる割合を変化させることにより、調光が可能となる(おおよそ100Hz以上)。また、点灯の割合は必ずしも50%でなくても制御可能なことは言うまでもない。
(Embodiment 8)
FIG. 9 shows the operation of the eighth embodiment. In the present embodiment, in addition to the fourth embodiment shown in FIG. 5, the blinking frequency of DTRL is controlled to blink in synchronization with the frequency f of polarity inversion of the
また、低周波インバータ3の極性反転に同期させ、かつ、100Hzよりも低い周波数で点滅させることにより、対向車からはきらめき感を出すことが可能となり、対向車の運転者あるいは歩行者に注意を促すサイン灯(DTRL)となる。
In addition, by synchronizing with the polarity reversal of the
(実施の形態9)
図10に実施の形態9の構成を示す。図7の実施の形態6と異なる点は、車両の走行状態を受け、演算処理する第2の制御部5cを、左右の前照灯点灯装置1a,1bのいずれか一方1bに設け、演算処理した結果を他方の前照灯点灯装置1aに通信し、前照灯La1,La2及び前照灯以外の他の負荷7a,7b(例えば、アクチュエータ、追加灯など)を制御している点にある。
(Embodiment 9)
FIG. 10 shows the configuration of the ninth embodiment. The difference from the sixth embodiment of FIG. 7 is that a
今後、ヘッドライトはフロントモジュールの中核として多くの機能(配光可変、オートライト、オートレベリング、コーナーセンサー、測距センサなど)と融合し、動作するものとなる。ゆえに、多くの他機器を効率よく制御するため、一方の前照灯点灯装置1bに第2の制御部5cを設け、他方の前照灯点灯装置1aには演算結果のみを通信し、他機器を制御するものである。
In the future, headlights will be integrated with many functions (variable light distribution, auto lights, auto leveling, corner sensors, ranging sensors, etc.) as the core of the front module. Therefore, in order to efficiently control many other devices, the
左右双方の前照灯点灯装置1a,1bに新たなマイコンを搭載するのではなく、一方の前照灯点灯装置1bにより演算処理されることにより、システムトータルとして安価な高機能フロントモジュールを提供できる。
Instead of installing new microcomputers in the left and right
(実施の形態10)
図11に実施の形態10の構成を示す。図10の実施の形態9と異なる点は、車両の走行状態を受け、演算処理する第2の制御部5cを、左右の前照灯点灯装置1a,1bから独立して設け、演算処理した結果を左右の前照灯点灯装置1a,1bに通信し、前照灯La1,La2及び前照灯La1,La2以外の他の負荷7a,7b(図中は追加灯で表示)を制御している点にある。
(Embodiment 10)
FIG. 11 shows the configuration of the tenth embodiment. The difference from Embodiment 9 of FIG. 10 is that the
本実施の形態のような構成とすることにより、左右の前照灯点灯装置1a,1bを同一構成とすることが可能となり、量産性の良い前照灯点灯装置とすることができ、左右の対称性を生み、施工性が良いシステムを提供できる。
By adopting the configuration as in the present embodiment, the left and right
(実施の形態11)
図12に実施の形態11の構成を示す。左右の前照灯点灯装置1a,1bは、車両の走行状態を受け、制御回路5a,5bにより演算処理し、前照灯La1,La2及び前照灯以外の追加灯7a,7b(例えば、舵角と車速に応じて点滅させるカーブ灯など。ここではLEDで記載されている)を制御している点が特徴である。
(Embodiment 11)
FIG. 12 shows the configuration of the eleventh embodiment. The left and right
追加灯7a,7bの点滅には、図13に示すように、低周波インバータの点灯周波数に近い周波数で点灯させる割合を変化させることにより、調光が可能となる(おおよそ100Hz以上)。このように、前照灯点灯装置1a,1bの低周波インバータの極性反転の周波数fに同期して時分割調光し、点灯時にはフェードイン、消灯時にはフェードアウトさせる。
For the blinking of the
本実施の形態によれば、前照灯点灯装置1a,1bの制御回路5a,5bのマイコンに負荷を大きくかけることなく、補助灯を滑らかに点滅制御可能となる。
According to the present embodiment, it is possible to smoothly control the flashing of the auxiliary lamp without imposing a heavy load on the microcomputer of the
(実施の形態12)
図14に実施の形態12の構成を示す。図中、1a,1bは前照灯制御装置、La1,La2は前照灯、E1はLowビームスイッチに連動する電源、E2はイグニッションに連動する電源である。本実施の形態は、上述の実施の形態1〜11のいずれかの車両用前照灯点灯装置を搭載した車両用前照灯灯具と、この車両用前照灯灯具を搭載した車両である。
(Embodiment 12)
FIG. 14 shows the configuration of the twelfth embodiment. In the figure, 1a and 1b are headlamp control devices, La1 and La2 are headlamps, E1 is a power source linked to the low beam switch, and E2 is a power source linked to an ignition. The present embodiment is a vehicle headlamp lamp equipped with the vehicle headlamp lighting device according to any of the first to eleventh embodiments described above, and a vehicle equipped with the vehicle headlamp lamp.
1 前照灯点灯装置
2 DC/DCコンバータ
5 制御回路
6 制御電源部
7 負荷
La 前照灯
E バッテリ
SW1 Lowビームスイッチ
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