FR3089747A1 - Circuit d'allumage et feu de véhicule - Google Patents

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Tomoyuki Ichikawa
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Abstract

Circuit d'allumage et feu de véhicule Le circuit de commande (610) reçoit une tension d'entrée (VIN), et fournit un courant de commande ILED stabilisé à une quantité cible IREF à la source de lumière à semi–conducteurs (502). Une pluralité de commutateurs de dérivation (SW1 à SWm) sont respectivement connectés en parallèle à une partie correspondante de la pluralité d'éléments d'émission de lumière (504_1 à 504_m). L'unité de commande de dérivation (650) génère des signaux impulsionnels de grille déphasés (Sg1 à Sgm), et commande les commutateurs de dérivation (SW1 à SWm) en correspondance avec les signaux impulsionnels de grille (Sg1 à Sgm). L'unité de commande de dérivation (650) change un rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille (Sg1 à Sgm) en correspondance avec une luminance cible d'une partie correspondante, et corrige le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille (Sg1 à Sgm) sur la base de la tension d'entrée (VIN). Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

Description
Titre de l'invention : Circuit d'allumage et feu de véhicule
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un feu qui est destiné à être utilisé pour une automobile ou similaire.
Technique antérieure
[0002] En tant que source de lumière destinée à être utilisée pour un feu de véhicule, une ampoule électrique a été utilisée. Ces dernières années, cependant, une source de lumière à semi-conducteurs telle qu'une DEL (diode électroluminescente) est largement adoptée.
[0003] La LIG. 1 est un schéma de principe d'un système de feu IR de la technique antérieure. Le système de feu IR comprend une batterie 2, un commutateur 4, une ECU côté véhicule 6 et un feu de véhicule 10R.
[0004] Le feu de véhicule 10R reçoit une tension continue (tension d’entrée Vjn) de la batterie 2 par l'intermédiaire du commutateur 4, allumant de ce fait une source de lumière 20 en utilisant la tension d'entrée V1N en tant qu'alimentation. Par ailleurs, le feu de véhicule 10R reçoit un signal de commande de l’ECU côté véhicule 6, de sorte qu'il puisse commander une luminance ou un motif de répartition de lumière de la source de lumière 20 en correspondance avec le signal de commande.
[0005] Le feu de véhicule 10R comprend la source de lumière 20 et un circuit d'allumage 100R. La source de lumière 20 comprend une pluralité d'éléments d'émission de lumière (par exemple, des DEL) 22_1 à 22_n (n = 3 sur la LIG. 3) prévus en série.
[0006] Le circuit d'allumage 100 comprend un dispositif de commande à courant constant 110, et un circuit de gradateur par PWM 120. Une sortie du dispositif de commande à courant constant 110 est connectée à la source de lumière 20, de sorte qu'elle délivre un courant de commande IOut stabilisé à une quantité cible à la source de lumière 20 pour amener la source de lumière 20 à émettre de la lumière.
[0007] Etant donné que la pluralité d'éléments d'émission de lumière 22_1 à 22_3 sont commandés par le courant de commande IOut commun, il n'est pas possible de commander de manière indépendante la luminance par un procédé dit de gradation analogique. Le circuit de gradateur par PWM 120 est prévu de manière à commander de façon indépendante les luminances et l'allumage/l'extinction de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 22_1 à 22_3. Le circuit de gradateur par PWM 120 comprend une pluralité de commutateurs de dérivation SW 1 à SW3 et une unité de commande de dérivation 122.
[0008] Lorsque l'ième commutateur de dérivation SWi est ouvert, le courant de commande I out circule vers l'élément d’émission de lumière 22_i en parallèle avec celui-ci, de sorte que l'élément d’émission de lumière 22_i émet de la lumière. Lorsque l'ième commutateur de dérivation SWi est fermé, étant donné que le courant de commande I0UT est dérivé vers le commutateur de dérivation SWi, l'élément d’émission de lumière 22_i est éteint. L'unité de commande de dérivation 122 peut ajuster la luminance efficace (moyenne temporelle de la luminance) de l'élément d’émission de lumière 22_i en fermant et ouvrant le commutateur de dérivation SWi à grande vitesse (par exemple, 60 Hz ou plus), ce qui ne peut pas être identifié à l’œil nu, pour ajuster un rapport cyclique. Cela est appelé une gradation par PWM.
Exposé de l’invention
[0009] Les inventeurs ont reconnu les problèmes suivants en conséquence de l’étude du circuit d'allumage 100R montré sur la LIG. 1.
[0010] Lorsqu'une tension directe est désignée par Vf0 alors que le courant de commande I i.fd stabilisé à la quantité cible IREF circule vers l'élément d’émission de lumière 22, une tension entre bornes (appelée ‘tension d’allumage la plus faible’) VM1N de la source de lumière 20 est Vfoxn. Dans un cas où n = 3, VM1N = 11 V dans une DEL blanche, et V min 9 V dans une DEL rouge. Autrement dit, lorsque la tension de sortie VOut du dispositif de commande de DEL 110 tombe au-dessous de la tension d'éclairage la plus faible VM1N, le courant de commande ILED ne peut pas maintenir la quantité cible 1^, de sorte que les luminances de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 22 sont toutes réduites et que les éléments d'émission de lumière sont éteints.
[0011] Dans un cas d'un feu permettant de réduire le coût, le dispositif de commande de
DEL 110 est configuré par un régulateur série à courant constant ou un convertisseur à commutation-abaissement de tension de la sortie de courant constant. Dans ce cas, la tension de sortie VOut du dispositif de commande de DEL 110 devient inférieure à la tension d'entrée V^. Alors que la tension d'entrée V1N est de 13 V dans un état totalement chargé de la batterie, elle peut être abaissée à 10 V ou moins alors que la décharge s'effectue, dans de nombreux cas. Par conséquent, lorsque la tension de batterie est abaissée (appelé ‘état de faible tension’), la tension de sortie VOut tombe au-dessous de la tension d'éclairage la plus faible VMin, de sorte que les luminances de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 22 sont abaissées.
[0012] Afin d'éviter l'extinction complète de la source de lumière 20 dans l'état de faible tension, l'unité de commande de dérivation 122 surveille la tension d'entrée V1N. Lorsque la tension d'entrée V1N devient inférieure à une valeur de seuil VTH, l'unité de commande de dérivation 122 détermine l'état de faible tension, et ferme de manière fixe un commutateur de dérivation spécifique (par exemple, un commutateur de dérivation du côté de potentiel le plus faible) SWn. Dans cet état, la tension d'éclairage la plus faible VM1N est Vfox(n-1), et un état de V1N > VM1N est maintenu. C'est à dire qu’en échange de l'extinction de l'élément d’émission de lumière 22_n, l'allumage des autres éléments d'émission de lumière 22_1 à 22_ (n-1) peut être maintenu.
[0013] Lorsque la commande ci-dessus est effectuée, le même élément d’émission de lumière 22_n est toujours éteint dans l'état de faible tension. C'est une cause de non-uniformité de luminance lorsqu’on permet à la pluralité d'éléments d'émission de lumière 22_1 à 22_n d’émettre des lumières avec la même luminance. Par ailleurs, lorsqu'on souhaite former un motif de répartition de lumière en rendant intentionnellement les luminances des éléments d’émission de lumière 22_1 à 22_n différentes, le motif de répartition de lumière souhaité n'est pas obtenu.
[0014] Le présent exposé a été réalisée en tenant compte des situations ci-dessus, et l'un des exemples d'objets d'un aspect de celle-ci consiste à proposer un circuit d'allumage par lequel il est possible d'obtenir un motif de répartition de lumière souhaité ou de supprimer la non-uniformité de luminance même dans un état de faible tension.
[0015] Un aspect du présent exposé concerne un circuit d'allumage pour une source de lumière à semi-conducteurs comprenant une pluralité d'éléments d'émission de lumière connectés en série. Le circuit d'allumage comprend un circuit de commande configuré pour recevoir une tension d'entrée et pour fournir un courant de commande à la source de lumière à semi-conducteurs, une pluralité de (m ; m > 2) commutateurs de dérivation qui sont connectés chacun en parallèle à une partie correspondante de la pluralité d'éléments d'émission de lumière, et une unité de commande de dérivation configurée pour générer des signaux impulsionnels de grille à m phases déphasés, pour changer un rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille en correspondance avec une luminance cible d'une partie correspondante, et pour commander les m commutateurs de dérivation en correspondance avec les signaux impulsionnels de grille à m phases.
[0016] Un autre aspect du présent exposé concerne un circuit d'allumage pour une source de lumière à semi-conducteurs comprenant une pluralité d'éléments d'émission de lumière connectés en série. Le circuit d'allumage comprend un circuit de commande configuré pour recevoir une tension d'entrée et pour fournir un courant de commande à la source de lumière à semi-conducteurs, une pluralité de (m ; m > 2) commutateurs de dérivation qui sont connectés chacun en parallèle à une partie correspondante de la pluralité d'éléments d'émission de lumière, et une unité de commande de dérivation configurée pour générer des signaux impulsionnels de grille à m phases déphasés, pour changer un rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille en correspondance avec une luminance cible d'une partie correspondante, et pour commander les m commutateurs de dérivation en correspondance avec les signaux impulsionnels de grille à m phases. Le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille a l'une d'une valeur associée à une luminance cible de la partie correspondante et d'une valeur associée à la tension d'entrée.
[0017] Cependant, il est également efficace en tant qu'aspects du présent exposé de combiner les éléments constitutifs décrits ci-dessus et de remplacer les éléments constitutifs et les expressions du présent exposé parmi un procédé, un appareil, un système et similaire.
[0018] Un aspect du présent exposé concerne un feu de véhicule comprenant une source de lumière à semi-conducteurs comprenant une pluralité d'éléments d'émission de lumière, et un circuit d'allumage pour commander la source de lumière à semi-conducteurs selon l'une quelconque des modes de réalisations décrits dans le présent exposé.
[0019] Selon un aspect du présent exposé, il est possible d'obtenir un motif de répartition de lumière souhaité ou de supprimer la non-uniformité de luminance même dans un état de faible tension.
L’invention sera bien comprise et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit. La description se rapporte aux dessins indiqués ci-après donnés à titre d’exemples.
Brève description des dessins
[0020] La figure 1 est un schéma de principe d'un feu de véhicule selon la technique antérieure.
La figure 2 est un schéma de principe d'un feu de véhicule comportant un circuit d'allumage selon un mode de réalisation.
La figure 3 est un diagramme de formes d'onde pour illustrer une gradation par PWM lorsqu'une tension d'entrée VIN est à un niveau haut.
La figure 4 représente une relation entre la tension d'entrée VIN dans le circuit d'allumage et un rapport cyclique d'un signal impulsionnel de grille Sg.
Les figures 5A-5D sont des diagrammes de formes d'onde de fonctionnement du circuit d'allumage.
Les figures 6A-6C illustrent une correction du rapport cyclique sur la base de la gradation par PWM et de la tension d'entrée VIN.
La figure 7 est un diagramme de formes d'onde d'un signal impulsionnel de grille Sg# ayant le rapport cyclique basé sur la gradation par PWM et la tension d'entrée VIN.
La figure 8 représente une relation entre la tension d'entrée VIN et une quantité de lumière d'une source de lumière à semi-conducteurs.
La figure 9 représente un autre exemple de la relation entre la tension d'entrée VIN dans le circuit d'allumage et le rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg.
La figure 10 est un schéma de principe représentant un exemple de configuration d'une unité de commande de dérivation.
La figure 11 est un schéma de formes d'onde de fonctionnement de l'unité de commande de dérivation montrée sur la figure 10.
La figure 12 est un schéma de principe décrivant un exemple de configuration d'un circuit de commande.
[fig.l] Les figures 13A-13B représentent une relation entre la tension d'entrée VIN dans un circuit d'allumage selon un mode de réalisation modifié 1 et le rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg.
Description des modes de réalisation
[0021] (Présentation de modes de réalisation)
Un mode de réalisation présenté ici concerne un circuit d'allumage pour une source de lumière à semi-conducteurs comprenant une pluralité d'éléments d'émission de lumière connectés en série. Le circuit d'allumage comprend un circuit de commande configuré pour recevoir une tension d'entrée et pour fournir un courant de commande à la source de lumière à semi-conducteurs, une pluralité de (m ; m > 2) commutateurs de dérivation qui sont connectés chacun en parallèle à une partie correspondante de la pluralité d'éléments d'émission de lumière, et une unité de commande de dérivation configurée pour générer des signaux impulsionnels de grille à m phases déphasés, pour changer un rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille en correspondance avec une luminance cible d'une partie correspondante, et pour commander les m commutateurs de dérivation en correspondance avec les signaux impulsionnels de grille à m phases.
[0022] De ce fait, il est possible de commander de manière indépendante les luminances des m parties par une gradation par PWM. Par ailleurs, une situation se produit dans laquelle le nombre des éléments d'émission de lumière à allumer simultanément est réduit par le déphasage des signaux impulsionnels de grille, comparé à un cas dans lequel les signaux impulsionnels de grille ont la même phase. C'est à dire qu'il est possible d'élargir une plage de tension dans laquelle la pluralité d'éléments d'émission de lumière peuvent être normalement allumés, sans sacrifier un motif de répartition de lumière.
[0023] L'unité de commande de dérivation peut être configurée pour corriger le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille, en correspondance avec la tension d'entrée. De ce fait, lorsque la tension d'entrée est abaissée, il est possible de commuter séquentiellement les parties qui doivent être éteintes. De ce fait, lorsque la tension d'entrée est abaissée, il est possible d’éviter que l'une des m parties soit éteinte de manière fixe tout en maintenant la gradation par PWM.
[0024] Le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille peut être égal à un, moyennant quoi un temps de fermeture du commutateur de dérivation correspondant doit être allongé, d'une valeur à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée et d'une valeur à déterminer en correspondance avec la luminance cible. De ce fait, il est possible de simplifier la commande.
[0025] La valeur du rapport cyclique à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée peut changer continûment en correspondance avec la tension d'entrée. De ce fait, alors que la tension d'entrée est abaissée, il est possible de diminuer continûment une quantité de lumière de la source de lumière à semi-conducteurs, et de reproduire une caractéristique de tension d'alimentation de gradation naturelle telle qu'un feu à halogène. Par ailleurs, si le rapport cyclique est changé de manière discontinue, un cliquetis dû au fait que la luminance de la source de lumière à semi-conducteurs est changée de manière discontinue peut se produire à l'instant auquel la tension d'entrée est modifiée dans le voisinage d’une quelconque valeur de seuil. Cependant, il est possible de supprimer le cliquetis en changeant continûment le rapport cyclique.
[0026] L'unité de commande de dérivation peut être configurée pour générer des signaux d'ondes triangulaires à m phases, m premiers niveaux de tranche correspondant aux luminances cibles des m parties, et un deuxième niveau de tranche à déterminer sur la base de la tension d'entrée, et pour générer un ième signal impulsionnel de grille sur la base d'un résultat de comparaison de l'un d'un ième premier niveau de tranche et du deuxième niveau de tranche et d'un ième signal d'onde triangulaire.
[0027] Le circuit de commande peut comprendre un convertisseur-abaisseur de tension, et un contrôleur de convertisseur du type à commande d'ondulation configuré pour commander le convertisseur-abaisseur de tension par rétroaction de sorte que le courant de commande se rapproche d'une quantité cible. En adoptant le type à commande d'ondulation ayant une capacité élevée de suivi d'une variation de charge, il est possible de supprimer une augmentation du courant de commande selon une synchronisation à laquelle le commutateur de dérivation à fermer est commuté.
[0028] Le circuit de commande peut en outre comprendre un filtre de lissage de courant connecté à une sortie du convertisseur-abaisseur de tension. Par le filtre de lissage de courant, il est possible de supprimer une variation du courant de commande due à la variation de charge.
[0029] (Mode de réalisation)
Ci-dessous, le présent exposé va être décrit sur la base d'un mode de réalisation favorable avec référence aux dessins. Les éléments, membres et traitements constitutifs identiques ou équivalents montrés sur les dessins respectifs sont indiqués avec les mêmes symboles de référence, et les descriptions redondantes sont omises de manière appropriée. Par ailleurs, le mode de réalisation est un exemple, et n’est pas destiné à limiter l'invention, et toutes les caractéristiques décrites dans le mode de réalisation et les combinaisons de celles-ci ne peuvent pas être considérées comme nécessairement essentielles à l'invention.
[0030] Dans la description, l'état représenté par l'expression « l'élément A est connecté à l'élément B » comprend un état dans lequel l'élément A est indirectement connecté à l'élément B par l'intermédiaire d'un autre élément qui n'affecte pas sensiblement l'état de connexion électrique entre eux, ou qui n’endommage pas les fonctions et les effets de la connexion entre eux, en plus d'un état dans lequel les éléments A et B sont connectés l'un à l'autre physiquement et directement.
[0031] De manière similaire, l'état représenté par l'expression « l'élément C est prévu entre l'élément A et l'élément B » comprend un état dans lequel l'élément A et l'élément C ou l'élément B et l'élément C sont indirectement connectés par l'intermédiaire d'un autre élément qui n'affecte pas sensiblement la connexion électrique entre eux, ou qui n'endommage pas les fonctions et les effets de la connexion entre eux, en plus d'un état dans lequel l'élément A et l'élément C ou l'élément B et l'élément C sont connectés directement.
[0032] Dans la présente description, les symboles de référence indiquant des signaux électriques tels qu'un signal de tension, un signal de courant et similaire, et des éléments de circuit tels qu'une résistance, un condensateur et similaire, représentent également la valeur de tension, la valeur de courant, la valeur de résistance, et la valeur de capacitance correspondantes, selon les besoins.
[0033] La figure 2 est un schéma de principe d'un feu de véhicule 500 comportant un circuit d'allumage 600 selon un mode de réalisation. Au feu de véhicule 500, une tension continue (tension d’entrée) V1N provenant d'une batterie 2 est fournie par l'intermédiaire d'un commutateur 4.
[0034] Le feu de véhicule 500 comprend une source de lumière à semi-conducteurs 502 et le circuit d'allumage 600. La source de lumière à semi-conducteurs 502 comprend une pluralité de (η, n > 2) éléments d'émission de lumière 504_l, 504_2,... 504_n connectés en série. La FIG. 2 représente un cas où n = 3. L'élément d’émission de lumière 504 est de préférence une DEL, mais n'est pas limité à celle-ci. Par exemple, une DL (diode laser), un élément électro-organique et similaire peuvent également être adoptés. Le feu de véhicule 500 est, par exemple, un phare à variation de répartition de lumière (ADB : Adaptive Driving Beam), et est configuré pour former une distribution de lumière correspondant à une commande de contrôle CNT provenant d'une ECU côté véhicule 6. Les lumières émises par la pluralité d'éléments d'émission de lumière 504 respectifs sont rayonnées à l'avant du véhicule par un système optique (non montré), et un motif de rayonnement est formé par une combinaison de celles-ci.
[0035] Le circuit d'allumage 600 comprend un circuit de commande 610, une pluralité de commutateurs de dérivation SW1 à SW3, et une unité de commande de dérivation 650. [0036] Le circuit de commande 610 est configuré pour recevoir une tension d'entrée V1N, et pour fournir un courant de commande I, m stabilisé à une quantité cible IREF à la source de lumière à semi-conducteurs 502. Lorsque le circuit de commande 610 est configuré par un convertisseur-élévateur, le coût augmente. Par conséquent, le circuit de commande 610 peut être configuré par l'un (i) d'un régulateur linéaire à courant constant, (ii) d'un convertisseur à commutation-abaissement de tension d'une sortie de courant constant et (iii) d'une combinaison d'un convertisseur à commutation-abaissement de tension d'une sortie de courant constant et d'un circuit de courant constant. Du point de vue du coût et de la consommation de puissance, un convertisseur à commutation-abaissement de tension d'une sortie de courant constant est utilisé de préférence.
[0037] Une pluralité de m commutateurs de dérivation SW 1 à SWm sont respectivement connectés en parallèle à une partie correspondante de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 504_l à 504_n. Dans le mode de réalisation, le nombre n des éléments d'émission de lumière 504 est identique au nombre m des commutateurs de dérivation SW, et une partie correspondant à un commutateur de dérivation SW# (# = 1,2, ...) est un élément d’émission de lumière 504_#. Lorsque le commutateur de dérivation SWi (i = 1, 2, 3) se ferme, le courant de commande ILED est appliqué au côté de commutateur de dérivation SWi, et l'élément d’émission de lumière 504_i correspondant est éteint.
[0038] L'unité de commande de dérivation 650 est configurée pour commander de manière indépendante les luminances de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 à la manière d'un gradateur à PWM (réduction d’émission de lumière par PWM) de manière à obtenir une distribution de lumière correspondant au signal de commande CNT. Spécifiquement, l'unité de commande de dérivation 650 est configurée pour acquérir un rapport de gradation (rapport de réduction d’émission de lumière) de chacun de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3, en correspondance avec le signal de commande CNT. L'unité de commande de dérivation 650 est configurée pour générer des signaux impulsionnels de grille à m phases Sgi à Sg3 ayant des rapports cycliques dl à d3 correspondant aux rapports de gradation et ayant des phases décalées les unes des autres. Par exemple, dans un cas où m = 3, les phases des signaux impulsionnels de grille à m phases Sgi à Sg3 peuvent être décalées de (360/m)° (120°, dans le cas où m = 3).
[0039] Dans le mode de réalisation, lorsque le signal impulsionnel de grille Sg# est au niveau haut, le commutateur de dérivation SW# correspondant est fermé et l'élément d’émission de lumière 504_# correspondant est éteint. Plus le rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg# est grand, plus la luminance efficace de l'élément d’émission de lumière 504 correspondant est petite. Les fréquences des signaux impul sionnels de grille Sgi à Sg3 sont les mêmes, sont prescrites à plus de 60 Hz, et sont de préférence de 100 à 200 Hz. De ce fait, le clignotement de l'élément d’émission de lumière 504 ne peut pas être reconnu à l’œil humain.
[0040] L'unité de commande de dérivation 650 est configurée pour surveiller la tension d'entrée V1N, et pour corriger les rapports cycliques dl à d3 de la pluralité de signaux impulsionnels de grille Sgi à Sg3, sur la base de la tension d'entrée Vffl. La correction n'est pas requise dans un état dans lequel la tension d'entrée V1N est suffisamment élevée.
[0041] Le rapport cyclique d#’ de chaque signal impulsionnel de grille Sg# après la correction peut être celui (c’est-à-dire, la plus grande valeur), avec lequel un temps de fermeture du commutateur de dérivation correspondant doit être allongé, d'une valeur d vin à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée V1N et d’une valeur d# à déterminer en correspondance avec la luminance cible. La valeur dViN à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée ViN a une corrélativité négative avec la tension d'entrée V1N, de sorte que, alors que la tension d'entrée V|X est abaissée, la valeur dViN augmente. De ce fait, il est possible de simplifier la gradation par PWM et la prévention d'extinction dans un état de sous-tension.
[0042] La configuration du feu de véhicule 500 est telle que décrite ci-dessus. Par la suite, les fonctionnements de celui-ci sont décrits.
[0043] D'abord, la gradation par PWM est décrite. Pour faciliter la compréhension, un cas dans lequel la tension d'entrée VIX est suffisamment élevée et le rapport cyclique n'est pas corrigé est décrit. La FIG. 3 est un schéma de formes d'onde pour illustrer la gradation par PWM qui est effectuée lorsque la tension d'entrée V1N est élevée. Sur la FIG. 3, des formes d'onde correspondant à différents motifs de répartition de lumière sont montrées. Pendant une période de temps de t0 à tb un premier motif de répartition de lumière est formé, les rapports cycliques sont dl = d2 = d3 = 0 %, et tous les commutateurs de dérivation SW1 à SW3 sont ouverts, de sorte que tous les éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 émettent les lumières avec la luminance maximum.
[0044] Pendant une période de temps de ti à t2, un deuxième motif de répartition de lumière est formé, et les signaux impulsionnels de grille à 3 phases Sgi à Sg3 ont le rapport cyclique de 50 %, de sorte que les luminances de la pluralité d'éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 sont réduites à 50 % de la luminance maximum.
[0045] Pendant une période de temps de t2 à t3, un troisième motif de répartition de lumière est formé, et les rapports cycliques sont dl = 100 % et d2 = d3 = 50 %. Par conséquent, l'élément d’émission de lumière 504_l est éteint et les éléments d'émission de lumière 504_2 et 504_3 sont allumés à 50 % de la luminance maximum. Les opérations de base de la gradation par PWM sont telles que décrite ci-dessus.
[0046] Les avantages de la commande ci-dessus sont décrits. Les avantages de la commande deviennent plus clairs par comparaison avec une technologie comparative. Dans la technologie comparative, les trois signaux impulsionnels de grille Sgi à Sg3 ont la même phase. Par souci de simplicité, un cas où dl = d2 = d3 = 50 % est examiné. Pendant une première demi-partie d'une période de PWM, les signaux impulsionnels de grille Sgi à Sg3 sont tous au niveau haut, de sorte que tous les commutateurs de dérivation SW1 à SW3 se ferment et tous les éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 sont éteints. Pendant une deuxième demi-partie de la période de PWM, les signaux impulsionnels de grille Sgi à Sg3 sont tous au niveau bas, de sorte que tous les commutateurs de dérivation SW1 à SW3 s'ouvrent et tous les éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 sont allumés simultanément. C'est à dire que, dans la technologie comparative, afin d'activer les signaux impulsionnels de grille Sgi à Sg3 simultanément, la tension de sortie VOut du circuit de commande 610 devrait être supérieure à Vfox3. Autrement dit, dans une situation où VOut < Vfox3, les luminances des éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 sont diminuées et ainsi ils ne peuvent pas être allumés normalement. Etant donné qu'une relation V|X > VOut est satisfaite, lorsque la tension de batterie est abaissée et que V1N devient inférieure à Vfox3 (V1N < Vfox3), les éléments d'émission de lumière ne peuvent pas être allumés normalement. Dans ce cas, il est nécessaire de réduire le nombre des éléments d'émission de lumière à allumer simultanément à deux en sacrifiant le motif de répartition de lumière souhaité.
[0047] En considérant la technologie comparative, les avantages du mode de réalisation sont décrits. Avec référence à la période de temps de ti à t2 de la LIG 3, dans le cas où dl = d2 = d3 = 50 %, les trois commutateurs de dérivation SW1 à SW3 ne sont pas ouverts simultanément, autrement dit, tous les éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 ne sont pas allumés simultanément. Par conséquent, il suffit que la tension de sortie V out (c’est-à-dire, V1N) du circuit de commande 610 soit supérieure à Vf0x2. Par conséquent, comparé à la technologie comparative, il est possible d'élargir une plage de tension dans laquelle la pluralité d’éléments d'émission de lumière 504_l à 504_3 peut être normalement allumés, sans sacrifier un motif de répartition de lumière souhaité.
[0048] Le cas où dl = d2 = d3 = 50 % est décrit ici, mais la combinaison des rapports cycliques pour obtenir les avantages n'est pas limitée à celle-ci. Par exemple, dans un cas où dl = d2 = d3 > 33,3 %, la plage de tension dans laquelle l'éclairage normal est possible est étendue à V1N > Vf0x2. Dans un cas où dl = d2 = d3 > 66,6 %, la plage de tension dans laquelle l'éclairage normal est possible est étendue à V1N > Vf0.
[0049] Le feu de véhicule 500 du mode de réalisation comporte en outre les caractéristiques suivantes.
[0050] Par la suite, la correction du rapport cyclique sur la base de la tension d'entrée V1N est décrite. La LIG. 4 représente une relation entre la tension d'entrée V1N dans le circuit d'allumage 600 et le rapport cyclique dViN du signal impulsionnel de grille basé sur celle-ci. Dans le mode de réalisation, le nombre k des commutateurs de dérivation à fermer simultanément est changé en 0,1 et 2, en correspondance avec l'abaissement de la tension d'entrée V1N, de sorte que le nombre des éléments d'émission de lumière 504 à allumer simultanément est changé en 3, 2 et 1, en correspondance avec la tension d'entrée V1N.
[0051] Le rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg augmente de 0 % à (kMAX x 100/m)% alors que la tension d'entrée VIX est abaissée. kMAX est le nombre maximum des commutateurs de dérivation à fermer simultanément, autrement dit, le nombre maximum des éléments d'émission de lumière 504 à allumer simultanément. Lorsque m = 3 et kMAX = 2, le rapport cyclique change dans la plage de 0 % à 66 %.
[0052] Les LIG. 5A à 5D sont des diagrammes de formes d'onde du circuit d'allumage 600. Sur la LIG. 5, pour faciliter la compréhension, le motif de répartition de lumière est fixé au cas où dl = d2 = d3 = 0 % (la période de temps de t0 à ti sur la LIG. 3). Les LIG. 5A à 5D représentent quatre états dans lesquels la tension d'entrée V1N est différente. Les états respectifs correspondent aux points de fonctionnement (i) à (iv) sur la LIG. 4.
[0053] Alors que la tension d'entrée V|X est abaissée, il est possible de réduire graduellement le nombre des éléments d'émission de lumière 504 à allumer. Par ailleurs, étant donné que les éléments d'émission de lumière 504 qui sont éteints sont commutés séquentiellement avec la période du signal impulsionnel de grille Sg, il est possible d'éviter une situation dans laquelle le même élément d’émission de lumière 504 est toujours éteint, et de résoudre la non-uniformité de la distribution de luminance de la source de lumière à semi-conducteurs 502. Dans un cas dans lequel le feu de véhicule 500 est un phare, il est possible de réduire la non-uniformité du motif de répartition de lumière.
[0054] Par la suite, les opérations qui sont effectuées lorsque le rapport cyclique d# (# = 1, 2, 3) basé sur le signal de commande CNT n'est pas nul sont décrites. Dans ce cas, le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille Sg# peut être affecté à la fois par le signal de commande CNT et la tension d'entrée Vffl.
[0055] Les LIG. 6A à 6C illustrent la correction du rapport cyclique sur la base de la gradation par PWM et de la tension d'entrée V1N. d# indique une valeur basée sur le signal de commande CNT, dViN indique une valeur basée sur la tension d'entrée, et d#’ indique une valeur après correction. Sur les LIG. 6A à 6C, la valeur d# du rapport cyclique basée sur le signal de commande CNT est différente. Cependant, la valeur du rapport cyclique est un rapport de temps de fermeture du commutateur de dérivation, et la luminance de l'élément d’émission de lumière 504_# devient plus petite alors que le rapport cyclique d#’ devient plus grand.
[0056] Comme montré sur les FIG. 6A à 6C, le rapport cyclique d#’ de chaque signal impulsionnel de grille Sg# après la correction est celui (c’est-à-dire, la plus grande valeur), avec lequel un temps de fermeture du commutateur de dérivation switch# correspondant doit être allongé, de la valeur dViN à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée VIX et de la valeur d# à déterminer en correspondance avec la luminance cible. Fe rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg# est déterminé par ce procédé, de sorte que le traitement de réduction d'émission de lumière basé sur la gradation par PWM et la tension d'entrée puisse être synchronisé et puisse être mis en œuvre avec un simple traitement sans contradiction.
[0057] Fa FIG. 7 représente des diagrammes de formes d'onde du signal impulsionnel de grille Sg# ayant le rapport cyclique basé sur la gradation par PWM et la tension d'entrée V1N. Sur la FIG. 7, le signal impulsionnel de grille Sg# est respectivement montré lorsque d# est égal à 0 %, 25 % et 50 %.
[0058] Fes avantages supplémentaires du feu de véhicule 500 sont décrits. Fa FIG. 8 représente une relation entre la tension d'entrée Vin et une quantité d'émission de lumière de la source de lumière à semi-conducteurs 502. Sur la FIG. 8, à des fins de comparaison, une caractéristique d'une quantité d'émission de lumière d'un feu à halogène de la technique antérieure par rapport à une tension d'alimentation est également montrée. Fes caractéristiques montrées du feu à halogène et le mode de réalisation indiquent des valeurs relatives des quantités respectives d'émission de lumière lorsque la tension d'alimentation change, sur la base de la quantité d'émission de lumière de 100 % lorsque la tension d'alimentation V1N est de 13,5 V. Comme on peut le voir à partir de la comparaison des deux caractéristiques, lorsque le rapport cyclique est changé graduellement en correspondance avec la tension d'entrée Vffl, la quantité d'émission de lumière est réduite continûment alors que la tension d'entrée V1N est abaissée, comme montré sur la FIG. 8. De ce fait, il est possible de reproduire la caractéristique du feu à halogène dans laquelle la quantité d'émission de lumière est réduite alors que la tension d'alimentation est abaissée.
[0059] Dans un cas dans lequel le rapport cyclique est changé de manière discontinue par rapport à la tension d'entrée V1N, un cliquetis dû au fait que la luminance de la source de lumière à semi-conducteurs 502 change de manière discontinue peut se produire lorsque la tension d'entrée VIX est modifiée dans le voisinage d'un point de discontinuité. Cependant, selon le mode de réalisation, il est possible de supprimer le cliquetis.
[0060] Fa FIG. 9 représente un autre exemple de la relation entre la tension d'entrée V1N dans le circuit d'allumage 600 et le rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg. Dans cet exemple, kMAX = 1, et le nombre k des commutateurs de dérivation à fermer simultanément est changé en 0 et 1 en correspondance avec l'abaissement de la tension d'entrée V1N, de sorte que le nombre des éléments d'émission de lumière 504 à allumer simultanément est changé en trois et deux, en correspondance avec la tension d'entrée V1N. Le rapport cyclique du signal impulsionnel de grille Sg augmente de 0 % à 33 % (=kMAx x 100/m), alors que la tension d'entrée V1N est abaissée.
[0061] Le présent exposé peut être appliqué à divers dispositifs et procédés qui peuvent être perçus à partir du schéma de principe ou du schéma de circuit de la LIG. 2 ou conçus à partir de la description ci-dessus, et n'est pas limitée à la configuration spécifique. Ci-dessous, davantage d'exemples de configuration ou de modes de réalisation spécifiques sont décrits de manière à comprendre facilement et à clarifier l'essentiel et les opérations du présent exposé, non pour rétrécir l’étendue du présent exposé.
[0062] La LIG. 10 est un schéma de principe décrivant un exemple de configuration de l'unité de commande de dérivation. Une pluralité de (m) générateurs d'onde de feu de véhicule 652_1 à 652_m sont configurés pour générer des ondes de feu de véhicule Vrampl à Vramp3 dont une différence de phase est de 360°/m.
[0063] Un amplificateur non-inverseur 654 est configuré pour amplifier la tension d'entrée Vin. Un circuit d'écrêtage 656 est configuré pour écrêter une tension de sortie de l'amplificateur non-inverseur 654 de manière à ne pas tomber au-dessous d'une tension de limite inférieure Vcl prédéterminée. La tension de limite inférieure Vcl est déterminée de sorte que le rapport cyclique soit égal à 66,6 %. Un potentiel Vdvin d'un nœud de sortie de l'amplificateur non-inverseur 654 prescrit la valeur dVIN sur la base de la tension d'entrée Vffl.
[0064] A un circuit de sélection 657_# (# = 1,2, 3), une tension de gradation Vdim#, qui indique la valeur d# du rapport cyclique correspondant à la luminance cible, et la tension Vdvin sont appliquées. Il conviendrait de noter que plus Vdim# et Vdvin sont élevées, plus d# et dViN sont petits. Le circuit de sélection 657_# est configuré pour sélectionner l'une (ici, la plus faible) des deux tensions Vdim# et Vdvin prescrivant les niveaux de tranche, conformément à une relation d'amplitude entre celles-ci, et pour établir la susdite à une tension de commande de rapport cyclique Vent#. Par conséquent, le circuit de sélection 657_# peut être configuré par un circuit de valeur minimum. Un comparateur de tension 658_# (#= 1, 2, 3) est configuré pour établir la tension de commande de rapport cyclique Vent# au niveau de tranche, pour comparer fonde de feu de véhicule correspondante Vramp#, et pour sortir une impulsion rectangulaire (signal de PWM) Spwm#. Les phases des impulsions sont respectivement décalées de 360°/m.
[0065] Un dispositif de commande 659_# est configuré pour sortir le signal impulsionnel de grille Sg# correspondant au signal de PWM Spwm# qui doit être délivré par le comparateur de tension 65 8_# correspondant.
[0066] La LIG. 11 est un diagramme de formes d'onde de fonctionnement de l'unité de commande de dérivation 650 montrée sur la FIG. 10. Dans le motif de répartition de lumière, les émissions de lumière des éléments d'émission de lumière 504_l et 504_3 ne sont pas diminuées, et seule l’émission de lumière de l'élément d’émission de lumière 504_2 est fortement diminuée. En conséquence, une relation Vdiml > Vdvin, Vdim2 < Vdvin et Vdim3 > Vdvin est satisfaite. Conformément à l'unité de commande de dérivation 650 de la FIG. 10, il est possible de générer la pluralité de signaux impulsionnels de grille Sgi à Sg3 dont les rapports cycliques correspondent à la luminance cible et à la tension d'entrée VIX et les phases sont décalées.
[0067] Cependant, sur la FIG. 10, l'amplificateur non-inverseur 654 peut être remplacé par un amplificateur inverseur. Le circuit d'écrêtage 656 peut être configuré pour limiter une tension de sortie de l'amplificateur inverseur de manière à ne pas dépasser un niveau de limite supérieure prédéterminé. Par ailleurs, il est possible d'effectuer la même opération en commutant une entrée inverseuse et une entrée non inverseuse du comparateur de tension 658 ou en configurant le dispositif de commande 659 en tant que type inverseur.
[0068] La FIG. 12 est un schéma de principe décrivant un exemple de configuration du circuit de commande 610. Le circuit de commande 610 comprend un convertisseur-abaisseur de tension (convertisseur Buck) 612, un contrôleur de convertisseur 614, et un filtre de lissage de courant 616. Le contrôleur de convertisseur 614 est configuré pour commander un état de commutation du contrôleur de convertisseur 614 par rétroaction de sorte que le courant de commande ILED s' approche de la quantité cible Iref.
[0069] Dans les modes de fonctionnement montrés sur les FIG. 5A et 5B, un état dans lequel tous les commutateurs de dérivation sont ouverts et un état dans lequel un seul commutateur de dérivation est fermé sont formés alternativement. Lorsque tous les commutateurs de dérivation sont ouverts, la tension (c’est-à-dire, la tension de sortie du convertisseur-abaisseur de tension 612) entre bornes de la source de lumière à semi-conducteurs 502 est 3xVf0, et lorsqu'un commutateur de dérivation est fermé, la tension entre bornes de la source de lumière à semi-conducteurs 502 est 2xVf0 et est modifiée de manière discontinue. Cette variation de charge discontinue et abrupte peut entraîner un état de surintensité du courant de commande ILED. Par conséquent, afin de suivre la variation de charge abrupte, le contrôleur de convertisseur 614 d’un type à commande d'ondulation ayant une sensibilité à grande vitesse excellente est adopté de préférence. En tant que type à commande d'ondulation, une commande à hystérésis (commande par tout ou rien), une commande fixe à durée d'activation de détection de fond, une commande fixe à durée de désactivation de détection de pic et similaire sont illustrées.
[0070] Lorsqu'un circuit de rétroaction utilisant un amplificateur d'erreur, non du type à commande d'ondulation, est adopté pour le contrôleur de convertisseur 614 ou même lorsque le type à commande d'ondulation est adopté, étant donné qu'une surintensité peut être provoquée dans le courant de commande ILED, le filtre de lissage de courant 616 peut être connecté à une sortie du convertisseur-abaisseur de tension 612. Le filtre de lissage de courant 616 peut retirer une ondulation du courant de commande ILED associée au type à commande d'ondulation, et peut supprimer une surintensité du courant de commande ILED associée à la variation de charge abrupte.
[0071] Le présent exposé est basé sur le mode de réalisation. L’homme du métier comprend que le mode de réalisation est juste un exemple, que divers modes de réalisation modifiés peuvent être réalisés en relation avec les éléments constitutifs et les processus de traitement respectifs, et que les modes de réalisation modifiés sont également dans l’étendue du présent exposé. Ci-dessous, les modes de réalisation modifiés sont décrits.
[0072] (Mode de réalisation modifié 1)
Dans le mode de réalisation, le rapport cyclique de l'impulsion de grille Sg est changé continûment en correspondance avec la tension d'entrée V^. Cependant, le présent exposé n'est pas limité à cela. Les LIG. 13A et 13B représentent une relation entre la tension d'entrée V1N dans le circuit d'allumage 600 selon un mode de réalisation modifié 1 et le rapport cyclique dViN du signal impulsionnel de grille. La LIG. 13A représente un cas dans lequel m = 3 et kMAx = 1, et la LIG. 13B représente un cas dans lequel m = 3 et kMAX = 2. Egalement dans le mode de réalisation modifié 1, il est possible d’éviter que l'élément d’émission de lumière 504 spécifique soit éteint de manière fixe et de supprimer la non-uniformité de luminance de la source de lumière à semi-conducteurs 502, dans l'état dans lequel la tension d'entrée V1N est abaissée.
[0073] Cependant, la fonction de l'unité de commande de dérivation 650 dans le mode de réalisation modifié 1 peut être perçue comme suit. C'est à dire que l'unité de commande de dérivation 650 détermine le nombre k des commutateurs de dérivation SW 1 à SW3 à fermer simultanément en correspondance avec la tension d'entrée V1N. Ensuite, l'unité de commande de dérivation 650 commute les k commutateurs de dérivation dans l'état fermé avec une période (environ 100 à 200 Hz) prédéterminée.
[0074] (Mode de réalisation modifié 2)
Sur les LIG. 4 et 9, le rapport cyclique dViN est changé avec le gradient constant par rapport à la tension d'entrée V1N. Cependant, le présent exposé n'est pas limité à cela. Par exemple, le rapport cyclique dViN peut avoir une partie plate, qui ne dépend pas de la tension d'entrée V1N, entre les rapports cycliques de 0 % et 33 % ou entre les rapports cycliques de 33 % et 66 %. En variante, le rapport cyclique dViN peut être changé, conformément à une combinaison d'une pluralité de fonctions linéaires, une fonction quadratique ou l'autre courbe, non la droite (fonction linéaire) ayant un gradient constant.
[0075] (Mode de réalisation modifié 3)
Dans le mode de réalisation, les différences de phase des signaux impulsionnels de grille à m phases sont toutes établies à 360°/m. Cependant, le présent exposé n'est pas limité à cela. Par exemple, il n'est pas nécessairement requis que les différences de phase soient identiques.
[0076] (Mode de réalisation modifié 4)
Dans le mode de réalisation, le cas dans lequel le feu de véhicule 500 est un phare a été décrit. Cependant, le présent exposé n'est pas limité à cela. Par exemple, le présent exposé peut également être appliqué à un DRL (feu de jour) et à une DEL ambre pour un signal de clignotant.
[0077] En variante, le feu de véhicule 500 peut être un feu de stop ou un feu arrière, et peut également être une embase de DEL dans laquelle la source de lumière à semi-conducteurs 502 et le circuit d'allumage 600 sont logés dans un boîtier. Dans ce cas, il est possible d’éviter une détérioration de l'aspect esthétique par une distribution de luminance uniforme de la source de lumière à semi-conducteurs 502 dans l'état de faible tension.
[0078] Bien que le présent exposé utilise des expressions spécifiques avec des références aux modes de réalisation, le mode de réalisation montre juste un aspect du principe et de l’application du présent exposé. Le mode de réalisation peut être modifié diversement et peut être changé en termes d'agencement sans s'écarter de l’invention telle que défini par les revendications.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Circuit d'allumage (600) pour une source de lumière à semi-conducteurs (502) comprenant une pluralité d'éléments d'émission de lumière connectés en série, le circuit d'allumage (600) comprenant : un circuit de commande (610) configuré pour recevoir une tension d'entrée (Vin) et pour fournir un courant de commande (ILed) à la source de lumière à semi-conducteurs (502) ; une pluralité de (m ; m > 2) commutateurs de dérivation qui sont connectés chacun en parallèle à une partie correspondante de la pluralité d'éléments d'émission de lumière ; et une unité de commande de dérivation (650) configurée pour générer des signaux impulsionnels de grille à m phases déphasés, pour changer un rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille en correspondance avec une luminance cible d'une partie correspondante, et pour commander les m commutateurs de dérivation en correspondance avec les signaux impulsionnels de grille à m phases. [Revendication 2] Circuit d'allumage (600) selon la revendication 1, dans lequel l’unité de commande de dérivation (650) est configurée pour corriger le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille, en correspondance avec la tension d’entrée (V1N). [Revendication 3] Circuit d'allumage (600) selon la revendication 1, dans lequel le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille a l'une d'une valeur associée à une luminance cible de la partie correspondante et d'une valeur associée à la tension d'entrée (VIN). [Revendication 4] Circuit d'allumage (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le rapport cyclique de chaque signal impulsionnel de grille est celui, par lequel un temps de fermeture du commutateur de dérivation correspondant doit être allongé, d'une valeur à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée (VIN) et d'une valeur à déterminer en correspondance avec la luminance cible. [Revendication 5] Circuit d'allumage (600) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la valeur du rapport cyclique à déterminer en correspondance avec la tension d'entrée (V1N) varie continûment en correspondance avec la tension d'entrée (V1N). [Revendication 6] Circuit d'allumage (600) selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel l'unité de commande de dérivation (650) est configurée pour générer des signaux d'ondes triangulaires à m phases, m premiers
    niveaux de tranche correspondant aux luminances cibles des m parties, et un deuxième niveau de tranche à déterminer sur la base de la tension d'entrée (ViN), et pour générer un ième signal impulsionnel de grille sur la base d'un résultat de comparaison de l'un d'un ième premier niveau de tranche et du deuxième niveau de tranche et d'un ième signal d'onde triangulaire. [Revendication 7] Circuit d'allumage (600) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le circuit de commande (610) comprend : un convertisseur-abaisseur de tension (612), et un contrôleur de convertisseur (614) d’un type à commande d'ondulation configuré pour commander le convertisseur-abaisseur de tension (612) par rétroaction de sorte que le courant de commande (I, m) s'approche d'une quantité cible. [Revendication 8] Circuit d'allumage (600) selon la revendication 7, dans lequel le circuit de commande (610) comprend en outre un filtre de lissage de courant (616) connecté à une sortie du convertisseur-abaisseur de tension (612). [Revendication 9] Feu de véhicule comprenant : une source de lumière à semi-conducteurs (502) comprenant une pluralité d'éléments d'émission de lumière, et un circuit d'allumage (600) pour commander la source de lumière à semi-conducteurs (502) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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