JPWO2016152465A1 - 車両用灯具および灯具システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のある態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、第1範囲を照射する第1光源と、第1光源より低い輝度を有し、第1範囲とオーバーラップしかつ第1範囲よりも広い第2範囲を照射する第2光源と、点灯指令に応じて第1光源および第2光源を駆動する点灯回路であって、点灯指示に応答して、第1光源と第2光源を異なる徐変時間で徐変点灯させる点灯回路と、を備える。
これにより、広範囲を先に明るくして運転者が全体の状況をつかんだ後に、注視すべき走行軸上を集中的に明るくすることができ、運転しやすくなる。
これにより、走行軸上の注視すべき点を先に明るくして運転者の注意を引いた後に、その周囲を広範囲に明るくすることで、安全性を高めることができる。
時間差が短すぎると、効果を認識しにくくなる反面、時間差が長すぎると、明るくなるまでの時間が長く、視認性確保まで時間がかかり、車両用灯具としての機能が損なわれる。時間差を0.2〜5秒の範囲で定めれば、これらを両立できる。
特性の異なる2種類の光源を組み合わせることで、レーザダイオードの高指向性により、遠方まで照射でき、発光ダイオードにより広範囲を明るく照射できる。
これにより、共通の駆動回路により、2つの光源を異なる徐変時間で点灯させることができ、駆動回路を2系統設ける場合に比べてコストを下げることができる。
本発明の別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、レーザダイオードを含む光源と、レーザダイオードに駆動電流を供給する点灯回路と、を備える。点灯回路は、レーザダイオードに発振しきい値を超える駆動電流を供給する通常モードと、レーザダイオードに発振しきい値より小さい駆動電流を定常的に供給するテストモードと、が切りかえ可能である。
この態様によれば、メンテナンス時には、レーザダイオードを発振させずに微発光させることができ、安全性を高めることができる。
このような光源では、蛍光体に異常が生ずると、レーザダイオードの出射光が散乱されずに直接出射するため、特に用途として好適である。
本発明のさらに別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、半導体光源と、半導体光源に調光信号に応じた駆動電流を供給する駆動回路と、車両からの指示および走行状況を示す情報に応じて半導体光源の点消灯を指示する点消灯指示信号を生成するプロセッサと、点消灯指示信号に応答して、時間とともに徐変する調光信号を生成する徐変コントローラと、バッテリから駆動回路への電源供給経路上に設けられ、プロセッサによりオン、オフが制御されるスイッチと、を備える。プロセッサは、レーザダイオードを徐変消灯するとき、点消灯指示信号を消灯レベルとしてから所定時間経過後にスイッチをオフする。
これにより、徐変消灯の機能は生かしつつも、仮に駆動回路の電流パス上のスイッチング素子がショート故障していた場合にも、半導体光源が制御不能な電流により駆動されるのを防止できる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
図1(a)は、灯具前方の所定位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービームおよびハイビーム用の配光パターンを示す図である。PLはロービームの照射領域を、PHは、通常のハイビームの照射領域を示す。PAHは、通常のハイビームとは別に、より遠方を照射するために設けられた追加ハイビームの照射領域を示す。図1(b)は、追加ハイビームの配光パターンPAHを示す図である。追加ハイビームの配光パターンPAHは、第1光源および第2光源によって形成される。第1光源は、中央の狭い第1範囲PNを照射する。第1光源は、高指向性を有するレーザダイオードが好適である。第2光源は、第1範囲PNとオーバーラップし、かつ第1領域PNより広い第2範囲PBを照射する。第2光源は、たとえばLEDが用いられる。
時間差が短すぎると、効果を認識しにくくなる反面、時間差が長すぎると、明るくなるまでの時間が長く、視認性確保まで時間がかかり、車両用灯具としての本来の機能が損なわれる。時間差を0.2〜5秒の範囲で定めれば、これらを両立できる。
(第1の構成例)
図4は、第1の構成例に係る点灯回路300aのブロック図である。ここでは、τA<τBとするための構成を示す。第1光源202Aと第2光源202Bは、直列に接続される。点灯回路300aは、駆動回路302、徐変コントローラ304、バイパススイッチ310を備える。駆動回路302は、第1光源202Aと第2光源202Bの直列接続回路202に調光信号S3Aに応じた駆動電流ILDを供給する。
ILED=ILD−IBP
言い換えれば、駆動電流ILEDに関して所望の徐変プロファイルが得られるように、IBPの波形を制御することで、第2光源202Bに関しても、調光信号S3Aの波形とは独立して、任意の徐変時間τBで緩やかに点灯させることができる。
図8は、第2の構成例に係る点灯回路300bのブロック図である。この点灯回路300bは、第1光源202A、第2光源202Bそれぞれに対して、個別の駆動回路302A,302Bを備える。この構成では、駆動回路302が2系統必要であるため、図4の点灯回路300aより回路規模は大きいが、第1光源202A、第2光源202Bそれぞれの徐変点灯、徐変消灯の波形を、個別に任意に定めることができる。また第1光源202Aと第2光源202Bの定格電流が異なる場合にも、この構成は有効である。
図9は、第2の実施の形態に係る車両用灯具200bを備える灯具システム100bのブロック図である。車両用灯具200bは、レーザダイオード206を含む光源202と、レーザダイオード206に駆動電流ILDを供給する点灯回路300と、を備える。点灯回路300の前段には、灯具ECU400が設けられる。点灯回路300は、LDDM(Laser Diode Driver Module)とも称される。
図11は、第3の実施の形態に係る灯具システム100cのブロック図である。
灯具システム100cは、バッテリ102、車両ECU104、CANバス106、車両用灯具200cを備える。各ブロックの機能については第1、第2の実施の形態で説明した通りである。
図12は、駆動回路302である定電流コンバータの回路図である。この定電流コンバータは、スイッチングトランジスタM1、整流素子D1、インダクタL1、キャパシタC1を含むBuckコンバータである。コンバータコントローラ312は、駆動電流ILDの検出信号ISが、所定の目標値と一致するように、スイッチングトランジスタM1をスイッチングする。コンバータコントローラ312は、PWM方式やBangBang方式(ヒステリシス制御)により、スイッチングトランジスタM1のデューティ比をフィードバック制御する。なおコンバータのトポロジーは一例に過ぎず、公知の別の構成であってもよい。
Claims (15)
- 第1範囲を照射する第1光源と、
前記第1光源より低い輝度を有し、前記第1範囲とオーバーラップしかつ前記第1範囲よりも広い第2範囲を照射する第2光源と、
点灯指令に応じて前記第1光源および前記第2光源を駆動する点灯回路であって、前記点灯指令に応答して、前記第1光源と前記第2光源を異なる徐変時間で徐変点灯させる点灯回路と、
を備えることを特徴とする車両用灯具。 - 前記第1光源の徐変時間は、前記第2光源の徐変時間より長いことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
- 前記第2光源の徐変時間は、前記第1光源の徐変時間より長いことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
- 前記第1光源の徐変時間と前記第2光源の徐変時間の差は、0.2〜5秒であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車両用灯具。
- 前記第1光源および前記第2光源は、追加ハイビーム用の光源であり、
前記第1光源はレーザダイオードであり、
前記第2光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車両用灯具。 - 前記第1光源と前記第2光源は直列に接続され、
前記点灯回路は、
前記第1光源と前記第2光源の直列接続回路に、調光信号に応じた駆動電流を供給する駆動回路と、
前記第1光源と前記第2光源のうち、徐変時間が長い一方の光源と並列に設けられたバイパススイッチと、
徐変点灯時に、徐変時間が短い他方の光源の徐変点消灯に対応する前記調光信号を生成するとともに、前記バイパススイッチの状態を制御することにより、前記一方の光源を徐変点消灯する徐変コントローラと、
を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の車両用灯具。 - 前記徐変コントローラは、
前記バイパススイッチであるトランジスタと、
前記他方の光源の徐変点灯の波形を指示する徐変信号を生成する信号生成部と、
前記他方の光源に流れる駆動電流を示す信号と、前記徐変信号との誤差を増幅し、前記トランジスタの制御端子に出力するエラーアンプと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の車両用灯具。 - 前記徐変コントローラは、
前記バイパススイッチであるトランジスタと、
前記他方の光源の徐変点灯の波形を指示する徐変信号を生成する信号生成部と、
前記トランジスタを前記徐変信号に応じてスイッチングするパルス変調器と、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の車両用灯具。 - レーザダイオードを含む光源と、
前記レーザダイオードに駆動電流を供給する点灯回路と、
を備え、
前記点灯回路は、前記レーザダイオードに発振しきい値を超える駆動電流を供給する通常モードと、前記レーザダイオードに発振しきい値より小さい駆動電流を定常的に供給するテストモードと、が切りかえ可能であることを特徴とする車両用灯具。 - 車両ECU(Electronic Control Unit)からバスを介して前記光源の点消灯指示を受け、前記点灯回路を制御するプロセッサをさらに備え、
前記プロセッサは、前記バスを介した制御に応じて前記テストモードにセットされることを特徴とする請求項9に記載の車両用灯具。 - 前記光源は、前記レーザダイオードに加えて、前記レーザダイオードからの励起光により励起されて蛍光を発する蛍光体と、を含み、前記励起光と前記蛍光のスペクトルを含む白色の出力光を生成することを特徴とする請求項9または10に記載の車両用灯具。
- レーザダイオードを含む光源と、前記レーザダイオードに駆動電流を供給する点灯回路と、を有する車両用灯具と、
前記車両用灯具を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)と、
を備え、
前記車両用灯具は、前記車両ECUからの指示に応答して、前記レーザダイオードに発振しきい値より小さい駆動電流を定常的に供給して非発振状態で発光させることを特徴とする灯具システム。 - 光源と、
前記光源に調光信号に応じた駆動電流を供給する駆動回路と、
車両からの指示および走行状況を示す情報に応じて前記光源の点消灯を指示する点消灯指示信号を生成するプロセッサと、
前記点消灯指示信号に応答して、時間とともに徐変する前記調光信号を生成する徐変コントローラと、
バッテリから前記駆動回路への電源供給経路上に設けられ、前記プロセッサによりオン、オフが制御されるスイッチと、
を備え、
前記プロセッサは、前記光源を徐変消灯するとき、前記点消灯指示信号を消灯レベルとしてから所定時間経過後に前記スイッチをオフすることを特徴とする車両用灯具。 - 前記プロセッサは、前記光源を瞬時に消灯するとき、直ちに前記スイッチをオフすることを特徴とする請求項13に記載の車両用灯具。
- 前記プロセッサは、前記点消灯指示信号を点灯レベルとするとき、それと同時もしくはそれに先だって前記スイッチをオンすることを特徴とする請求項13または14に記載の車両用灯具。
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