JP2015147445A - 車両用灯具およびその駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】さまざまな故障モードを確実に検出する。【解決手段】駆動装置２００は、複数の光源１０２とともに使用され、車両用灯具１００を構成する。複数の駆動ユニット２０２は、複数の光源１０２に対応して設けられ、それぞれが共通の入力電圧ＶＩＮを受け、対応する光源１０２に駆動電圧を供給するとともに、対応する光源１０２に流れる電流ＩＤＲＶを目標輝度に応じた目標電流ＩＲＥＦに安定化可能に構成される。コントローラ２１２は、コンバータ２１０から対応する光源１０２に対して流れ出るソース電流ＩＳＲＣ、対応する光源１０２からコンバータ２１０に流れ込むシンク電流ＩＳＮＫのうちの一方が、目標電流ＩＲＥＦと一致するようにコンバータ２１０を制御する。異常検出回路２１４は、ソース電流ＩＳＲＣとシンク電流ＩＳＮＫのうちの他方にもとづいて、異常を検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などに用いられる車両用灯具に関する。

車両用灯具は、一般にロービームとハイビームとを切りかえることが可能である。ロービームは、近方を所定の照度で照明するものであって、対向車や先行車にグレアを与えないよう配光規定が定められており、主に市街地を走行する場合に用いられる。一方、ハイビームは、前方の広範囲および遠方を比較的高い照度で照明するものであり、主に対向車や先行車が少ない道路を高速走行する場合に用いられる。したがって、ハイビームはロービームと比較してより運転者による視認性に優れているが、車両前方に存在する車両の運転者や歩行者にグレアを与えてしまうという問題がある。

近年、車両の周囲の状態にもとづいて、ハイビームの配向パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）技術が提案されている。ＡＤＢ技術は、車両の前方の先行車両、対向車両や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。

特開２００５−３２９８１９号公報

ＡＤＢ機能を有する車両用灯具について説明する。図１は、比較技術に係るＡＤＢ機能を有する車両用灯具のブロック図である。なおこの比較技術を公知技術として認定してはならない。

車両用灯具１００ｒは、複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎおよび駆動装置２００ｒを備える。ＡＤＢにおいては、ハイビーム照射領域は、複数Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のサブ領域に分割される。そして、複数のサブ領域を照射するよう配置される複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎが設けられる。駆動装置２００ｒは、複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎそれぞれのオン（点灯）、オフ（消灯）あるいは輝度を制御することで、ハイビームの配向を変化させる。

駆動装置２００ｒは、バッテリ２からスイッチ４を介してバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴ（入力電圧Ｖ_ＩＮともいう）を受ける。駆動装置２００ｒは、複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎに対応づけられる複数の駆動ユニット２０２＿１〜２０２＿Ｎを備える。ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）番目の駆動ユニット２０２＿ｉは、対応する光源１０２＿ｉに、目標輝度に応じた駆動電流Ｉ_ＤＲＶｉを供給する。たとえば光源１０２は、直列に接続された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含むＬＥＤストリング（ＬＥＤモジュールとも称する）である。

複数の駆動ユニット２０２＿１〜２０２＿Ｎはそれぞれ、独立にオン、オフが制御可能に構成され、またオン（点灯）状態における駆動電流の量も独立に設定可能となっている。

車両用灯具１００を制御する上流のプロセッサは、車両前方の状態にもとづいて、ハイビームにより照射すべきサブ領域を判定し、点灯すべき光源１０２を選択する。そしてプロセッサは、点灯すべき光源１０２に対応する駆動ユニット２０２に対して、点灯を指示し、その他のサブ領域に対応する駆動ユニット２０２に対しては、消灯を指示する。

本発明者らは、図１の車両用灯具１００ｒについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。

駆動装置２００ｒと複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎの間は、ケーブルハーネス１０８を介して電気的に接続される。車両用灯具１００の信頼性を高めるためには、ケーブルハーネス１０８の配線あるいはコネクタ部分における、断線（オープン）、異なるチャンネル間のショート、などの異常を検出することが要求される。

いま、２つのチャンネルＣＨ１、ＣＨ２に着目する。隣接するチャンネルの配線同士のショートには、以下の組み合わせが考えられる。
（i）第１チャンネルＣＨ１のカソード（Ｋ１）と第２チャンネルＣＨ２のカソード（Ｋ２）のショート
（ii）第１チャンネルＣＨ１のアノード（Ａ１）と第２チャンネルＣＨ２のカソード（Ｋ２）のショート
（iii）第１チャンネルＣＨ１のカソード（Ｋ１）と第２チャンネルＣＨ２のアノード（Ａ２）のショート
（iv）第１チャンネルＣＨ１のアノード（Ａ１）と第２チャンネルＣＨ２のアノード（Ａ２）のショート

各チャンネルにおいて、駆動ユニット２０２は、光源１０２に流れ込む向きの電流（ソース電流）を検出し、ソース電流Ｉ_ＳＲＣが目標電流Ｉ_ＲＥＦに近づくように、フィードバックによって出力電圧Ｖ_ＯＵＴ、言い換えればＬＥＤのアノードカソード間の順方向電圧Ｖｆを調節するものとする。

故障モード（i）では、第１チャンネルＣＨ１、第２チャンネルＣＨ２両方の光源１０２＿１、１０２＿２が正常に点灯する。この故障モード（i）は、異常状態として検出する必要はない。

故障モード（ii）では、第１チャンネルＣＨ１の光源１０２＿１が消灯し、第２チャンネルＣＨ２の光源１０２＿２が正常に点灯する。そして、第１チャンネルＣＨ１において、アノード（Ａ１）−カソード（Ｋ１）間の電圧が低下したことにもとづいて異常（ショート）を検出できる。

故障モード（iii）では、第１チャンネルＣＨ１の光源１０２＿１が正常に点灯し、第２チャンネルＣＨ２の光源１０２＿２が消灯する。そして、第２チャンネルＣＨ２において、アノード（Ａ２）−カソード（Ｋ２）間の電圧が低下したことにもとづいて異常（ショート）を検出できる。

故障モード（iv）では、光源１０２＿１、１０２＿２それぞれのソース電流Ｉ_ＳＲＣ１、Ｉ_ＳＲＣ２が目標電流Ｉ_ＲＥＦ１、Ｉ_ＲＥＦ２に安定化され、したがってそれらの合計電流は、Ｉ_ＲＥＦ１＋Ｉ_ＲＥＦ２に安定化される。ここで、光源１０２＿１を含む電流経路と、光源１０２＿２を含む電流経路のインピーダンスが等しければ、Ｉ_ＲＥＦ１＋Ｉ_ＲＥＦ２は、等しく２つの光源１０２＿１、１０２＿２に分流する。

しかしながら、光源１０２のインピーダンスはチャンネルごとにばらつくのが一般的である。具体的には、各光源１０２を構成するＬＥＤの個数が等しい場合であっても、ＬＥＤ個々の順方向電圧は製造ばらつきを有するため、各チャンネルの電流経路のインピーダンスは不均一となる。あるいはチャンネルごとに、光源１０２を構成するＬＥＤの個数を異ならしめた場合には、各チャンネルの電流経路のインピーダンスはさらに不均一なものとなる。

故障モード（iv）の発生時に、Ｚ１＞Ｚ２であったとする。Ｚ１は、第１チャンネルＣＨ１の電流経路のインピーダンスであり、Ｚ２は、第２チャンネルＣＨ２の電流経路のインピーダンスである。この場合、駆動ユニット２０２＿１、２０２＿２により生成された電流Ｉ_ＲＥＦ１＋Ｉ_ＲＥＦ２は、第２チャンネルＣＨ２の光源１０２＿２に集中して流れてしまう。その結果、光源１０２＿２の発熱が問題となり、あるいは光源１０２＿２の信頼性に影響を及ぼすおそれがある。

かかる状況においても、駆動ユニット２０２＿１、２０２＿２の内部では、それぞれが生成すべきソース電流および電圧が正常に生成されているため、異常を検出することができない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、さまざまな故障モードを確実に検出可能な車両用灯具およびその駆動装置の提供にある。

本発明のある態様は、複数の光源とともに使用され、車両用灯具を構成する駆動装置に関する。駆動装置は、複数の光源に対応して設けられ、それぞれが共通の入力電圧を受け、対応する光源に駆動電圧を供給するとともに、対応する光源に流れる電流を目標輝度に応じた目標電流に安定化可能に構成された複数の駆動ユニットを備える。複数の駆動ユニットはそれぞれ、入力電圧を昇圧、降圧または反転するコンバータと、コンバータから対応する光源に対して流れ出るソース電流、対応する光源からコンバータに流れ込むシンク電流のうちの一方が、目標電流と一致するようにコンバータを制御するコントローラと、ソース電流とシンク電流のうちの他方にもとづいて、異常を検出する異常検出回路と、を含む。

この態様によると、すべての故障モードを検出することができ、回路素子の信頼性を高めることができる。

異常検出回路は、その検出精度がコントローラの検出精度よりも低く構成されてもよい。異常検出回路には、異常の発生の有無を検出しうる精度があれば足り、電流のフィードバック制御に必要とされる精度までは要求されない。この態様によれば、回路構成を簡素化でき、回路面積やコストを低減できる。

異常検出回路は、対応する光源の消灯期間において、異常の検出動作を停止してもよい。これにより、制御による積極的な消灯時に監視対象の電流が減少した状態を、異常判定の対象から除外することができる。

異常検出回路は、対応する光源の点灯期間において、検出される電流がしきい値より低い状態が、所定時間持続したときに、異常と判定してもよい。
これにより、回路保護が不要であるごく短時間の異常をマスクすることができ、あるいは、ノイズの影響等による異常の誤検出を防止できる。

しきい値は所定値であってもよい。あるいはしきい値は、目標電流に応じてもよい。

複数の駆動ユニットと複数の光源は、ケーブルハーネスを介して着脱可能に接続されてもよい。

本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、複数の光源と、上述のいずれかの駆動装置と、を備える。

本発明のある態様によれば、さまざまな故障モードを確実に検出できる。

比較技術に係るＡＤＢ機能を有する車両用灯具のブロック図である。 実施の形態に係る駆動装置を備える車両用灯具のブロック図である。 駆動ユニットの構成例を示す回路図である。 異常検出回路の構成例を示す回路図である。 図４の異常検出回路の動作波形図である。 車両用灯具を備えるランプユニットの斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、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。
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。

また本明細書において、電圧信号、電流信号などの電気信号、あるいは抵抗、キャパシタなどの回路素子に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値、容量値を表すものとする。

図２は、実施の形態に係る駆動装置２００を備える車両用灯具１００のブロック図である。駆動装置２００は、図１と同様に、複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎとともに使用され、全体として車両用灯具１００を構成する。

駆動装置２００は、複数の駆動ユニット２０２＿１〜２０２＿Ｎを備える。複数の駆動ユニット２０２＿１〜２０２＿Ｎは、複数の光源１０２＿１〜１０２＿Ｎに対応して設けられる。ｉ番目の駆動ユニット２０２＿ｉはそれぞれ、共通の入力電圧Ｖ_ＩＮを受け、対応する光源１０２＿ｉに駆動電圧を供給するとともに、対応する光源１０２＿ｉに流れる電流Ｉ_ＤＲＶｉを目標輝度に応じた目標電流Ｉ_ＲＥＦｉに安定化可能に構成される。

複数の駆動ユニット２０２はそれぞれ、コンバータ２１０、コントローラ２１２、異常検出回路２１４を備える。第ｉチャンネルＣＨｉに着目すると、コンバータ２１０＿ｉは、入力電圧Ｖ_ＩＮを昇圧、降圧もしくは反転する。コントローラ２１２＿ｉは、コンバータ２１０＿ｉから、対応する光源１０２＿ｉに対して流れ出るソース電流Ｉ_ＳＲＣｉ、対応する光源１０２＿ｉからコンバータ２１０＿ｉに流れ込むシンク電流Ｉ_ＳＮＫｉのうちの一方が、目標電流Ｉ_ＲＥＦｉと一致するように、コンバータ２１０＿ｉのスイッチング動作を制御する。たとえばコントローラ２１２＿ｉには、図示しないマイコンやプロセッサから、目標電流Ｉ_ＲＥＦｉを指示する信号Ｓ１＿ｉと、対応する光源１０２＿ｉのオン（点灯）・オフ（消灯）を指示する信号Ｓ２＿ｉが入力される。コントローラ２１２の内部構成は特に限定されず、公知の回路を用いればよい。コントローラ２１２の制御方式としては、電圧モード制御、ピーク電流モード制御、平均電流モード制御、ヒステリシス制御（バンバン制御）などが知られており、いずれを用いてもよい。

また各チャンネルのコントローラ２１２＿ｉは、（ａ）ソース電流Ｉ_ＳＲＣｉが、その目標電流Ｉ_ＲＥＦｉに保たれているか、（ｂ）対応する光源１０２のアノード（Ａｉ）−カソード（Ｋｉ）間の電圧が正常範囲にあるか、を判定可能となっている。

異常検出回路２１４＿ｉは、ソース電流Ｉ_ＳＲＣとシンク電流Ｉ_ＳＮＫのうちの他方にもとづいて異常を検出する。異常検出回路２１４は、正常時に、判定信号Ｓ３＿１をアサート（たとえばハイレベル）し、異常時に判定信号Ｓ３＿１をネゲート（たとえばローレベル）する。本実施の形態ではコントローラ２１２＿ｉは、ソース電流Ｉ_ＳＲＣにもとづいてコンバータ２１０を制御し、異常検出回路２１４＿ｉは、シンク電流Ｉ_ＳＮＫにもとづいて異常検出を行うものとする。

以上が駆動装置２００および車両用灯具１００の全体構成である。続いてその動作を説明する。

正常状態において、第ｉチャンネルＣＨｉのコンバータ２１０＿ｉは、そのソース電流Ｉ_ＳＲＣiを目標値Ｉ_ＲＥＦiに安定化している。

任意の２つのチャンネルＣＨｉ、ＣＨｊ（ｉ≠ｊ）に着目する。２つのチャンネルの配線同士のショートには、以下の組み合わせが考えられる。
（i）第ｉチャンネルＣＨｉのカソード（Ｋｉ）と第ｊチャンネルＣＨｊのカソード（Ｋｊ）のショート
（ii）第ｉチャンネルＣＨｉのアノード（Ａｉ）と第ｊチャンネルＣＨｊのカソード（Ｋｊ）のショート
（iii）第ｉチャンネルＣＨｉのカソード（Ｋｉ）と第ｊチャンネルＣＨｊのアノード（Ａｊ）のショート
（iv）第ｉチャンネルＣＨｉのアノード（Ａｉ）と第２チャンネルＣＨｊのアノード（Ａｊ）のショート

故障モード（i）では、第ｉチャンネルＣＨｉ、第ｊチャンネルＣＨｉ両方の光源１０２＿ｉ、１０２＿ｊが正常に点灯する。この故障モード（i）は、異常状態として検出する必要はない。

故障モード（ii）では、第ｉチャンネルＣＨｉの光源１０２＿ｉが消灯し、第ｊチャンネルＣＨｊの光源１０２＿ｊが正常に点灯する。そして、第ｉチャンネルＣＨｉにおいては、アノード（Ａｉ）−カソード（Ｋｉ）間の電圧が低下して正常範囲から逸脱したり、ソース電流Ｉ_ＳＲＣｉが目標電流Ｉ_ＲＥＦｉから逸脱するため、コントローラ２１２＿ｉによって異常（ショート）を検出できる。さらにはシンク電流Ｉ_ＳＮＫが減少するため、異常検出回路２１４＿ｉによっても異常は検出できる。

故障モード（iii）では、第ｊチャンネルＣＨｊの光源１０２＿ｊが消灯し、第ｉチャンネルＣＨｉの光源１０２＿ｉが正常に点灯する。そして、第ｊチャンネルＣＨｊにおいては、アノード（Ａｉ）−カソード（Ｋｉ）間の電圧が低下して正常範囲から逸脱したり、ソース電流Ｉ_ＳＲＣｊが目標電流Ｉ_ＲＥＦｊから逸脱するため、コントローラ２１２＿ｊによって異常（ショート）を検出できる。さらにはシンク電流Ｉ_ＳＮＫが減少するため、異常検出回路２１４＿ｉによっても異常は検出できる。

故障モード（iv）では、光源１０２＿ｉ、１０２＿ｊの合計電流が、Ｉ_ＲＥＦｉ＋Ｉ_ＲＥＦｊに安定化される。光源１０２＿ｉを含む経路のインピーダンスＺｉ、光源１０２＿ｊを含む経路のインピーダンスＺｊの間に、Ｚｉ＞Ｚｊの関係が成り立つとすると、駆動装置２００により生成される電流は、光源１０２＿ｊに集中して流れ、光源１０２＿ｉにはほとんど流れない。そうすると、第ｊチャンネルＣＨｊのシンク電流Ｉ_ＳＮＫｊが増大し、第ｉチャンネルＣＨｉのシンク電流Ｉ_ＳＮＫｉが減少することとなり、異常検出回路２１４＿ｊあるいは２１４＿ｉによって異常が検出される。

以上が車両用灯具１００および駆動装置２００の原理である。このように、実施の形態に係る車両用灯具１００および駆動装置２００によれば、さまざまな故障モードを確実に検出することができる。

続いて、駆動ユニット２０２の具体的な構成例を説明する。図３は、駆動ユニット２０２の構成例を示す回路図である。

図３のコンバータ２１０は、入力電圧Ｖ_ＩＮを昇圧し、出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成する。コンバータ２１０は、入力キャパシタＣ１１、インダクタＬ１、スイッチングトランジスタＭ１、ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ１２、Ｃ１３を備える。コンバータ２１０のトポロジーは一般的なブースト（Boost）コンバータであるため、説明を省略する。コンバータ２１０は、入力電圧Ｖ_ＩＮを光源１０２のカソードに、出力電圧Ｖ_ＯＵＴをそのアノードに印加する。したがって光源１０２の両端間には、Ｖ_ＯＵＴ−Ｖ_ＩＮの駆動電圧が印加される。

コントローラ２１２は、コンバータ２１０を制御可能に構成されたＩＣ（Integrated Circuit）である。コントローラ２１２の接地（ＧＮＤ）端子は接地され、駆動（ＤＲＶ）端子は、スイッチングトランジスタＭ１のゲートと接続される。コントローラ２１２の電流制御（ＩＣＴＲＬ）端子には図示しないプロセッサから、目標電流Ｉ_ＲＥＦを指示する信号Ｓ１ａが入力される。またコントローラ２１２のパルス幅変調調光（ＰＷＭＤＩＭ）端子には、光源１０２をＰＷＭ駆動する際の、点灯期間と消灯期間のデューティ比を指示する信号Ｓ１ｂが入力される。

ソース電流Ｉ_ＳＲＣの経路上には、電流検出用の第１抵抗Ｒｓ１が挿入されて、第１抵抗Ｒｓ１の両端間には、ソース電流Ｉ_ＳＲＣに比例した電圧降下Ｖｓ１が発生する。コントローラ２１２の電流検出端子ＩＳ＋、ＩＳ−には、第１抵抗Ｒｓ１の両端の電圧が入力される。コントローラ２１２は、電流検出端子ＩＳ＋、ＩＳ−の電位差Ｖｓ１が目標電流Ｉ_ＲＥＦに応じた基準電圧Ｖ_ＲＥＦと一致するように、スイッチングトランジスタＭ１のゲートに供給するスイッチング信号Ｓ４のデューティ比を調節する。第１抵抗Ｒｓ１と並列に、ノイズ除去用のキャパシタＣ１４を設けてもよい。

コントローラ２１２は、過電圧検出機能を備える。コントローラ２１２の過電圧保護（ＯＶＰ：Over Voltage Protection）端子には、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２によって分圧された出力電圧Ｖ_ＯＵＴ’が入力される。コントローラ２１２は、その内部において、電圧Ｖ_ＯＵＴ’を所定のしきい値Ｖ_ＯＶＰと比較し、過電圧状態を検出可能となっている。コントローラ２１２は、過電圧状態を検出すると、異常信号ＦＬＴをアサート（たとえばハイレベル）し、外部のプロセッサに通知するとともに、光源１０２の駆動を停止する。

シンク電流Ｉ_ＳＮＫの経路上には、電流検出用の第２抵抗Ｒｓ２が挿入され、第２抵抗Ｒｓ２の両端間には、シンク電流Ｉ_ＳＮＫに比例した電圧降下Ｖｓ２が発生する。異常検出回路２１４は、第２検出抵抗Ｒｓ２の電圧降下をしきい値Ｖ_ＳＨＲＴと比較することにより、異常を検出する。しきい値Ｖ_ＳＨＲＴは、所定の値であってもよいし、目標電流Ｉ_ＲＥＦに応じた値であってもよい。

異常検出回路２１４は、その検出精度がコントローラ２１２の検出精度よりも低く構成される。なぜなら、異常検出回路２１４には、異常の発生の有無を検出しうる精度があれば足り、電流のフィードバック制御に必要とされる精度までは要求されないからである。これにより、回路構成を簡素化でき、回路面積やコストを低減できる。

好ましくは、異常検出回路２１４は、対応する光源１０２の消灯期間において、異常の検出動作を停止するよう構成される。言い換えれば、消灯期間において、判定信号Ｓ３は正常を示すレベル（アサート）に固定される。

また異常検出回路２１４は、対応する光源１０２の点灯期間において、検出される電流Ｉ_ＳＮＫがしきい値より低い状態が、所定時間τ持続したときに、異常と判定するよう構成される。これにより、回路保護が不要であるごく短時間の異常をマスクすることができ、あるいは、ノイズの影響等による異常の誤検出を防止できる。

図４は、異常検出回路２１４の構成例を示す回路図である。異常検出回路２１４は、主として、トランジスタＱ１〜Ｑ４、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４、ダイオードＤ２１、を含む。

トランジスタＱ１、Ｑ２はカレントミラー回路を形成しており、トランジスタＱ１は、抵抗Ｒ２１によりバイアスされる。トランジスタＱ２のコレクタには、キャパシタＣ２１、抵抗Ｒ２２が接続される。トランジスタＱ３は、キャパシタＣ２１と並列に設けられる。トランジスタＱ３は、光源１０２のオン、オフと同期して制御され、光源１０２の消灯期間においてオン、点灯期間においてオフする。

トランジスタＱ１、Ｑ２のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ１、Ｖｂｅ２には、以下の関係式が成り立つ。
Ｖｂｅ１＝Ｖｂｅ２＋Ｒｓ２×Ｉ_ＳＮＫ

光源１０２が消灯の間、トランジスタＱ３はオンであり、したがってキャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１はゼロとなる。

光源１０２が点灯の間、トランジスタＱ３はオフする。回路が正常であるとき、つまり十分に大きなシンク電流Ｉ_ＳＮＫが流れているとき、第２抵抗Ｒｓ２には、大きな電圧降下Ｒｓ２×Ｉ_ＳＮＫが発生する。このときトランジスタＱ２のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ２は小さくなり、トランジスタＱ２がオフとなる。このときキャパシタＣ２１には電流Ｉ_Ｑ２が供給されないため、キャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１は、ゼロとなる。

キャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１は、ダイオードＤ２１および抵抗Ｒ２３によってレベルシフトされ、レベルシフトされた電圧Ｖ_Ｒ２３はトランジスタＱ４のベースに入力される。回路が正常であるとき、トランジスタＱ４はオフであり、したがって判定信号Ｓ３は、ハイレベル（アサート）される。ダイオードＤ２１、抵抗Ｒ２３は、他の回路素子の組み合わせであってもよい。

光源１０２が点灯の間、回路が異常であるとき、つまりシンク電流Ｉ_ＳＮＫが減少すると、第２抵抗Ｒｓ２の電圧降下Ｒｓ２×Ｉ_ＳＮＫが小さくなる。このときトランジスタＱ２のベースエミッタ間電圧Ｖｂｅ２は大きくなり、トランジスタＱ２がオンする。このときキャパシタＣ２１にはトランジスタＱ２から電流Ｉ_Ｑ２が供給され、充電される。その結果、キャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１が上昇する。このときの上昇速度は、抵抗Ｒ２２およびキャパシタＣ２１の容量値に応じている。

キャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１の上昇にともない、トランジスタＱ４のベース電圧Ｖ_Ｒ２３が上昇する。そしてトランジスタＱ４のベース電圧が０．７Ｖを超えると、トランジスタＱ４がオンし、判定信号Ｓ３がネゲート（ローレベル）される。

さらに図４の駆動装置２００においては、コントローラ２１２に対して、判定信号Ｓ３が入力され、過電圧状態のみでなく、異常検出回路２１４により異常が検出されたときも、異常信号ＦＬＴをアサートし、外部のマイコンに通知可能となっている。

具体的には、判定信号Ｓ３は、トランジスタＱ５および抵抗Ｒ２５を介して、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の接続点に入力される。異常検出回路２１４により異常が検出され、判定信号Ｓ３がローレベルとなると、トランジスタＱ５がオンし、ＯＶＰ端子Ｖ_ＯＵＴ’が電源電圧Ｖ_ＤＤ付近までプルアップされる。その結果、過電圧検出用のコンパレータＣＭＰ１において、Ｖ_ＯＶＰ＜Ｖ_ＯＵＴ’となるため、異常信号ＦＬＴがハイレベルとなる。異常検出回路２１４による検出結果が正常であるとき、判定信号Ｓ３はハイレベルでありトランジスタＱ５はオフである。この場合には、トランジスタＱ５、Ｒ２５は無視され、したがって出力電圧Ｖ_ＯＵＴを分圧した電圧が、ＯＶＰ端子に入力され、過電圧判定が行われる。

図５は、図４の異常検出回路の動作波形図である。図５には、点灯期間中の時刻ｔ０においてショート故障が発生した様子が示される。ショート故障が発生すると、Ｉ_ＳＮＫが減少し、トランジスタＱ２に電流Ｉ_Ｑ２が流れる。この電流ＩＱ２によってキャパシタＣ２１が充電されると、キャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１は、ＣＲ時定数にしたがって増大する。これに追従して、トランジスタＱ４のベース電圧Ｖ_Ｒ２３が増大する。時刻ｔ１に、ベース電圧Ｖ_Ｒ２３がトランジスタＱ４のしきい値Ｖｆより大きくなると、トランジスタＱ４がオンし、判定信号Ｓ３がローレベルとなる。時刻ｔ２にＯＶＰ端子の電圧Ｖ_ＯＵＴ’がしきい値電圧Ｖ_ＯＶＰを超えると、異常信号ＦＬＴがアサート（ハイレベル）される。

図４の異常検出回路２１４によれば、対応する光源１０２の消灯期間において、判定信号Ｓ３はハイレベルに固定されるため、異常の検出動作を停止することができる。これにより、制御による積極的な消灯時にシンク電流Ｉ_ＳＮＫが減少した状態を、異常判定の対象から除外することができる。

また、図４の異常検出回路２１４によれば、対応する光源１０２の点灯期間において、検出される電流Ｉ_ＳＮＫがしきい値より低い状態が、所定時間τ持続したときに、異常と判定することができる。所定時間τは、キャパシタＣ２１の容量および抵抗Ｒ２２の抵抗値に応じて設定可能である。

最後に、車両用灯具１００の用途を説明する。図６は、車両用灯具１００を備えるランプユニット（ランプアッシー）５００の斜視図である。ランプユニット５００は、透明のカバー５０２、ハイビームユニット５０４、ロービームユニット５０６、筐体５０８を備える。上述の車両用灯具１００は、たとえばハイビームユニット５０４に用いることができる。複数の光源１０２は、それぞれが異なる領域を照射するように、たとえば横方向に一列に配置される。そして、車両の走行状態において、車両側のコントローラ、たとえばＥＣＵ（電子制御ユニット）により、照射すべき領域が適応的に選択される。車両用灯具１００には、照射すべき領域を指示するデータが入力され、車両用灯具１００は、指示された領域に対応する光源１０２を点灯させる。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（変形例１）
実施の形態では、コントローラ２１２がソース電流Ｉ_ＳＲＣにもとづいて電流制御を行い、異常検出回路２１４がシンク電流Ｉ_ＳＮＫにもとづいて異常検出を行う場合を説明したが本発明はそれには限定されず、コントローラ２１２がシンク電流Ｉ_ＳＮＫにもとづいて電流制御を行い、異常検出回路２１４がソース電流Ｉ_ＳＲＣにもとづいて異常検出を行ってもよい。

（変形例２）
実施の形態ではコンバータ２１０がブーストコンバータである場合を説明したが、コンバータ２１０の構成、形式は特に限定されない。コンバータ２１０は、同期整流型のブーストコンバータ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ、Ｃｕｋコンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータ、Ｚｅｔａコンバータなど、公知のさまざまな形式を採用しうる。あるいはコンバータ２１０は降圧コンバータ、昇降圧コンバータであってもよい。また、コンバータ２１０の出力電圧は負電圧であってもよい。

（変形例３）
実施の形態では、コンバータ２１０の入力電圧Ｖ_ＩＮと出力電圧Ｖ_ＯＵＴを、光源１０２のカソード、アノードに供給する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば、光源１０２のカソードに接地電圧Ｖ_ＧＮＤを供給し、アノードに出力電圧Ｖ_ＯＵＴを供給してもよい。コンバータ２１０が負の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成する場合、アノードに入力電圧Ｖ_ＩＮもしくは接地電圧Ｖ_ＧＮＤを供給し、カソードに出力電圧Ｖ_ＯＵＴを供給してもよい。

（変形例４）
実施の形態では、コンバータ２１０のスイッチングトランジスタＭ１のデューティ比を調節することで、光源１０２に供給する駆動電流Ｉ_ＤＲＶを目標値に安定化させる場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば、光源１０２と直列に、目標電流Ｉ_ＲＥＦに安定化された電流を生成する定電流源を接続し、光源１０２と定電流源の直列接続回路の両端間に、コンバータ２１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを供給するようにしてもよい。

（変形例５）
異常検出回路２１４の構成は、図４のそれには限定されない。当業者によれば、図４の構成以外にも、ソース電流Ｉ_ＳＮＫ（あるいはシンク電流Ｉ_ＳＮＫ）を、しきい値と比較可能な異常検出回路２１４が存在することが理解される。

図４の異常検出回路２１４は、以下のように把握することができる。
異常検出回路２１４は、検出対象の電流Ｉ_ＳＮＫを電圧Ｖｓ２に変換するＩ／Ｖ変換回路（Ｒｓ２）と、変換された電圧Ｖｓ２に応じた電流（Ｉ_Ｑ２）を生成するＶ／Ｉ変換回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｒ２１）と、Ｖ／Ｉ変換回路により充電されるキャパシタＣ２１と、キャパシタＣ２１の電圧Ｖ_Ｃ２１を所定のしきい値と比較する比較回路（Ｄ２１，Ｒ２３，Ｑ４）を備える。

Ｉ／Ｖ変換回路、Ｖ／Ｉ変換回路、比較回路それぞれを、図４のそれとは異なる構成としうることは、当業者には理解されるところである。たとえば比較回路は、電圧コンパレータで構成してもよい。また、Ｖ／Ｉ変換回路は、トランスコンダクタンスアンプ（ｇｍアンプ）を用いて構成してもよい。

あるいは、Ｖ／Ｉ変換回路、Ｉ／Ｖ変換回路を省略し、第２抵抗Ｒｓ２の電圧降下を所定のしきい値と比較する構成としてもよい。たとえば第２抵抗Ｒｓ２の電圧降下を、電圧コンパレータを用いて、所定のしきい値電圧と比較する構成としてもよい。この場合、しきい値電圧を、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標電流Ｉ_ＲＥＦに応じて可変としてもよい。

（変形例６）
図６のランプユニット５００では、ハイビームユニット５０４に図２の車両用灯具１００を使用する場合を説明したが、それに代えて、あるいはそれに加えて、ロービームユニット５０６に車両用灯具１００を用いてもよい。

（変形例７）
実施の形態では、駆動装置２００と複数の光源１０２の間が、ケーブルハーネス１０８を介して着脱可能に接続される場合を説明したが本発明はそれには限定されない。ケーブルハーネス１０８に代えて、プリント基板上に形成された配線や、着脱不能な固定されたケーブルが用いられてもよい。

（変形例８）
実施の形態では、光源１０２がＬＥＤで構成される場合を説明したが、光源１０２は、ＬＤ（レーザダイオード）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子など、別の半導体光源を用いて構成されてもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

２…電池、４…スイッチ、１００…車両用灯具、１０２…光源、１０８…ケーブルハーネス、２００…駆動装置、２０２…駆動ユニット、２１０…コンバータ、２１２…コントローラ、２１４…異常検出回路、５００…ランプユニット、５０２…カバー、５０４…ハイビームユニット、５０６…ロービームユニット、５０８…筐体。

Claims (6)

1. 複数の光源とともに使用され、車両用灯具を構成する駆動装置であって、
   前記複数の光源に対応して設けられ、それぞれが共通の入力電圧を受け、対応する前記光源に駆動電圧を供給するとともに、対応する前記光源に流れる電流を目標輝度に応じた目標電流に安定化可能に構成された複数の駆動ユニットを備え、
   前記複数の駆動ユニットはそれぞれ、
   前記入力電圧を昇圧、降圧もしくは反転するコンバータと、
   前記コンバータから対応する前記光源に対して流れ出るソース電流、対応する前記光源から前記コンバータに流れ込むシンク電流のうちの一方が、前記目標電流と一致するように前記コンバータを制御するコントローラと、
   前記ソース電流と前記シンク電流のうちの他方にもとづいて、異常を検出する異常検出回路と、
   を含むことを特徴とする駆動装置。
2. 前記異常検出回路は、その検出精度が前記コントローラの検出精度よりも低く構成されることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記異常検出回路は、対応する光源の消灯期間において、異常の検出動作を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記異常検出回路は、対応する光源の点灯期間において、検出される電流がしきい値より低い状態が、所定時間持続したときに、異常と判定す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駆動装置。
5. 前記複数の駆動ユニットと前記複数の光源は、ケーブルハーネスを介して着脱可能に接続され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駆動装置。
6. 複数の光源と、
   請求項１から５のいずれかに記載の駆動装置と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。

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