JP2016141340A - 車両用方向指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の白熱球用ウインカー制御ユニットをそのまま利用してＬＥＤの方向指示灯に利用でき、かつ、省電力、発熱防止をした車両用方向指示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の車両用方向指示装置は、白熱球用のウインカー制御ユニット１３のオン、オフ信号によりＬＥＤからなる方向指示灯１６を点滅点灯して車両の進行方向を表示する車両用方向指示装置において、前記ＬＥＤの方向指示灯１６に、前記ウインカー制御ユニット１３のオン時にＬＥＤの方向指示灯１６の通過電流を保持する電流保持回路２９と、前記ウインカー制御ユニット１３内の電流監視装置にて通過電流が閾値を下回ったと検知する時間より十分短い周期で発振して前記方向指示灯１６にパルス電流を流す発振回路３０とを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、白熱球用のウインカー制御ユニットを有する車両用方向指示装置において、白熱球に代えてＬＥＤの方向指示灯を使用した場合でも正常に動作し、かつ、電力を無駄に消費することなく、しかも発熱を抑制できるようにした車両用方向指示装置に関するものである。

車両の進行方向を変更する際に、方向指示灯を点滅させて表示する車両用方向指示装置が使用される。車両用方向指示装置は、方向指示灯の白熱球が断線した場合に、ウインカー制御ユニットの通過電流が減少したことを検出して、高速に点滅動作を行い運転者に断線を通知している。

近年、省電力のために、方向指示灯を白熱球からＬＥＤに変更することが行われている。
しかしながら、白熱球の断線検出機能を有するウインカー制御ユニットをそのままＬＥＤに利用する場合、白熱球からＬＥＤに変更すると、ウインカー制御ユニットを通過する電流が減少し、断線状態であると誤って検知してしまう。
図４は、これを防ぐための従来の車両用方向指示装置１１ａであり、白熱球に代えてＬＥＤの方向指示灯１６を使用した場合、並列にキャンセラー抵抗１４を挿入し、このキャンセラー抵抗１４に電流を流すことによって、ウインカー制御ユニット１３を通過する電流が、白熱球と同じ値になるようにしている。１５は、電流制限抵抗である。
しかしながら、この方法では、キャンセラー抵抗１４に電流を流すことで、省電力にならず、また発熱もある。
他方の従来の車両用方向指示装置１１ｂについても同様である。

これを解決する手段として、図３に示す車両用方向指示装置１１ａが提案されている（特許文献１）。
この従来の車両用方向指示装置１１ａにおいて、白熱球１６ｃ、１６ｄが接続されて点滅動作をして方向指示をする場合には、図示しない制御ユニットからウインカー制御ユニット１３に駆動命令が入力し、ウインカー制御ユニット１３は、バッテリ１２から入力した電力を１〜０．５Ｈｚのパルス信号に変換し、白熱球１６ｃ、１６ｄの点滅動作をする。
方向指示ランプが白熱球１６ｃ、１６ｄで構成されているときは、実線矢印方向に示すように、制御回路１９の入力ポート２０に点滅信号が入力しＡ／Ｄ変換する。また、バッテリ１２から直接端子１８を経て入力ポート２１に入力した信号もＡ／Ｄ変換する。入力ポート２０と入力ポート２１の電位差は、白熱球１６ｃ、１６ｄが断線したときに小さくなるので、それをウインカー制御ユニット１３の内部の電流監視装置が検知し、その電流が閾値以下になったｔ１時に断線していない白熱球が図５（ｂ）のように高速点滅動作をして断線を報知する。
他方の従来の車両用方向指示装置１１ｂについても同様である。

前記従来の車両用方向指示装置１１ａ又は１１ｂにおいて、白熱球１６ｃ、１６ｄに代えてＬＥＤ１６ａ，１６ｂが点線で示すように接続されて点滅動作をして方向指示をする場合には、ウインカー制御ユニット１３における電気的負荷が減少するので、入力ポート２０と入力ポート２１に入力した電位差は、白熱球の場合よりも小さくなる。すると、点線方向に電流が流れて制御回路１９は、白熱球の場合の電位差と略等しくなるように、ウインカー制御ユニット１３に電流を加算する。すなわち、出力ポート２３がハイレベルのときスイッチング素子２４がオンになり、ウインカー制御ユニット１３からのパルス信号がインダクタ２５を経てアースに流れ、出力ポート２３がローレベルのときスイッチング素子２４がオフし、インダクタ２５のエネルギーが点線方向のように、ダイオード２８，抵抗２７，端子１８を経てウインカー制御ユニット１３に流れ、再び、インダクタ２５に供給される。このようにして、制御回路１９は、算出された電位差が白熱球により構成されていたときの電位差になるように出力ポート２３のデューティ比を調整し、ＬＥＤ１６ａ，１６ｂに替えたことによる高速点滅動作することを抑制する。
他方の従来の車両用方向指示装置１１ｂについても同様である。

特開２０１０−１８８７７１号公報。

特許文献１に記載の発明は、省電力になり発熱も抑えられるが、従来のウインカー制御ユニット１３への接続線の他に、ウインカー制御ユニット１３の入力側から直接端子１８を経て誤作動防止回路１０へ接続を行う接続線が必要になる。そのため、誤作動防止回路１０の構成が複雑になるばかりか、ウインカー制御ユニット１３の機能をそのまま利用することができない。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、従来のウインカー制御ユニットをそのまま利用してＬＥＤの方向指示灯に利用でき、かつ、省電力、発熱防止をした車両用方向指示装置を提供することを目的とするものである。

本発明による車両用方向指示装置は、
白熱球用のウインカー制御ユニット１３のオン、オフ信号によりＬＥＤからなる方向指示灯１６を点滅点灯して車両の進行方向を表示する車両用方向指示装置において、
前記ＬＥＤの方向指示灯１６に、前記ウインカー制御ユニット１３のオン時にＬＥＤの方向指示灯１６の通過電流を保持する電流保持回路２９と、前記ウインカー制御ユニット１３内の電流監視装置にて通過電流が閾値を下回ったと検知する時間より十分短い周期で発振して前記方向指示灯１６にパルス電流を流す発振回路３０とを接続したことを特徴とする。

前記電流保持回路２９は、ＬＥＤの方向指示灯１６に第１のスイッチング素子３２と抵抗３５を直列に接続し、この抵抗３５の両端に第２のスイッチング素子３３のベースとエミッタを接続し、前記第１のスイッチング素子３２のゲートと第２のスイッチング素子３３のコレクタの接続点に抵抗３４を介して前記ウインカー制御ユニット１３に接続し、前記抵抗３５に流れる電流は、ウインカー制御ユニット１３が電流減少により白熱球の方向指示灯１６が断線として検知するより高い電流を流すように構成したことを特徴とする。

前記発振回路３０は、ウインカー制御ユニット１３のオン、オフよりも数１００倍以上の周波数で発振する発振用ＩＣ３７と、この発振用ＩＣ３７でオン、オフして方向指示灯１６にパルス電流を流す第３のスイッチング素子３６とからなることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、白熱球用のウインカー制御ユニットのオン、オフ信号によりＬＥＤからなる方向指示灯を点滅点灯して車両の進行方向を表示する車両用方向指示装置において、前記ＬＥＤの方向指示灯に、前記ウインカー制御ユニットのオン時にＬＥＤの方向指示灯の通過電流を保持する電流保持回路と、前記ウインカー制御ユニット内の電流監視装置にて通過電流が閾値を下回ったと検知する時間より十分短い周期で発振して前記ＬＥＤの方向指示灯にパルス電流を流す発振回路とを接続したので、白熱球用のウインカー制御ユニットに簡単な回路を付加するだけで、ＬＥＤの方向指示灯として使用できる。また、車両用方向指示装置のウインカー制御ユニットがＬＥＤに代えても断線を検知せずに、省電力でＬＥＤの方向指示灯を駆動でき、電流を無駄に消費させるキャンセラー抵抗も不要で、かつ従来の白熱球式と同じ配線で実施することができる。さらに、電流保持回路と、発振回路のみで構成されているため、小型化が可能で、ＬＥＤを従来の白熱球サイズに形成して、白熱球との差し替えが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、電流保持回路は、ＬＥＤの方向指示灯に第１のスイッチング素子と抵抗を直列に接続し、この抵抗の両端に第２のスイッチング素子のベースとエミッタを接続し、前記第１のスイッチング素子のゲートと第２のスイッチング素子のコレクタの接続点に抵抗を介して前記ウインカー制御ユニットに接続し、前記ＬＥＤの方向指示灯に接続した抵抗に流れる電流は、ウインカー制御ユニットが電流減少により白熱球の方向指示灯が断線として検知するより高い電流を流すように構成したので、簡単な回路で構成できる。

請求項３記載の発明によれば、発振回路は、ウインカー制御ユニットのオン、オフよりも数１００倍以上の周波数で発振する発振用ＩＣと、この発振用ＩＣでオン、オフしてＬＥＤの方向指示灯にパルス電流を流す第３のスイッチング素子とからなるので、発振回路は、市販のＩＣを使用し、これにスイッチング素子を接続するだけで構成できる。

本発明による車両用方向指示装置の実施例１を示す電気回路図である。 本発明による車両用方向指示装置の動作波形図である。 従来の車両用方向指示装置で、白熱球の方向指示灯を利用する場合と、ＬＥＤの方向指示灯を利用する場合の電気回路図である。 従来の白熱球に代えてＬＥＤを使用した場合の車両用方向指示装置の電気回路図である。 従来の図４に示した車両用方向指示装置の動作波形図である。

本発明による車両用方向指示装置は、
白熱球用のウインカー制御ユニット１３のオン、オフ信号によりＬＥＤからなる方向指示灯１６を点滅点灯して車両の進行方向を表示する車両用方向指示装置において、
前記ＬＥＤの方向指示灯１６に、前記ウインカー制御ユニット１３のオン時にＬＥＤの方向指示灯１６の通過電流を保持する電流保持回路２９と、前記ウインカー制御ユニット１３内の電流監視装置にて通過電流が閾値を下回ったと検知する時間より十分短い周期で発振して前記方向指示灯１６にパルス電流を流す発振回路３０とを接続する。

前記電流保持回路２９は、ＬＥＤの方向指示灯１６に第１のスイッチング素子３２と抵抗３５を直列に接続し、この抵抗３５の両端に第２のスイッチング素子３３のベースとエミッタを接続し、前記第１のスイッチング素子３２のゲートと第２のスイッチング素子３３のコレクタの接続点に抵抗３４を介して前記ウインカー制御ユニット１３に接続し、前記抵抗３５に流れる電流は、ウインカー制御ユニット１３が電流減少により白熱球の方向指示灯１６が断線として検知するより高い電流を流すように構成する。

前記発振回路３０は、ウインカー制御ユニット１３のオン、オフよりも数１００倍以上、例えば、１ｋＨｚの周波数で発振する発振用ＩＣ３７と、この発振用ＩＣ３７でオン、オフしてＬＥＤの方向指示灯１６にパルス電流を流す第３のスイッチング素子３６とからなる。

以下、本発明の実施例１を図１に基づき説明する。
本発明の車両用方向指示装置は、従来の白熱球に使用されているバッテリ１２とウインカー制御ユニット１３に、ＬＥＤからなる方向指示灯１６を接続し、さらに、本発明特有の電流保持回路２９と発振回路３０を接続して構成されている。
前記発振回路３０は、前記ウインカー制御ユニット１３のオン、オフよりも数１００倍以上の周波数、例えば、１ｋＨｚ程度の発振周波数信号を出力する発振用ＩＣ３７と、この発振用ＩＣ３７の出力でスイッチングする第３のスイッチング素子３６で構成される。
前記発振用ＩＣ３７は、ＩＣ５５５型などの素子からなり、（１）は、アース端子、（２）は、トリガー端子、（３）は、出力端子、（４）は、リセット端子、（５）は、制御電圧端子、（６）は、スレシホールド端子、（７）は、ディスチャージ端子、（８）は、ＶＣＣ端子である。

前記発振用ＩＣ３７のパルス周期Ｔは、図２（ａ）に示すように、主にコンデンサ４０の静電容量で決まり、またデューティ比は、分圧抵抗３８、３９の抵抗値Ｒａ，Ｒｂで決まる。
Ｔ_Ｈ＝ｌｎ（１／２）×（Ｒａ＋Ｒｂ）×Ｃ＝０．６９３×（Ｒａ＋Ｒｂ）×Ｃ［秒］
Ｔ_Ｌ＝ｌｎ（１／２）×Ｒｂ×Ｃ＝０．６９３×Ｒｂ×Ｃ［秒］
周波数ｆ＝１．４４｛（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｂ）×Ｃ｝［Ｈｚ］
デューティ比＝｛Ｔ_Ｈ／（Ｔ_Ｈ＋Ｔ_Ｌ）｝×１００［％］
この発振回路３０の出力端子（３）からの発振パルス信号をＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなる第３のスイッチング素子３６のゲートに流し、この第３のスイッチング素子３６をスイッチングする。

前記電流保持回路２９は、前記方向指示灯１６にＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなる第１のスイッチング素子３２と抵抗３５が直列に接続され、この抵抗３５の両端をＮＰＮトランジスタからなる第２のスイッチング素子３３のベースとエミッタ間に接続し、前記第１のスイッチング素子３２のベースと前記第２のスイッチング素子３３のコレクタの接続点に抵抗３４を接続し、この抵抗３４の他端を電源側に接続したものである。この電流保持回路２９は、ＬＥＤからなる方向指示灯１６を用いた時、前記抵抗３５に流れる電流は、ウインカー制御ユニット１３の内部の電流監視装置が電流減少により白熱球の断線として検知してしまうので、それより高い電流を流すように構成したものである。
前記ウインカー制御ユニット１３とＬＥＤの方向指示灯１６の間に接続された破壊防止ダイオード３１は、逆極性にウィンカー制御ユニット１３からの信号を接続した場合に、逆電流が流れないようにし、後段の回路を保護するためのものである。

以上のように構成された本発明の車両用方向指示装置９ａにおいて、ウインカー制御ユニット１３の内部スイッチは、図２（ｂ）に示すように、１〜０．５Ｈｚの周期でオン、オフする。
ウインカー制御ユニット１３がオンすると、抵抗３４を経て第１のスイッチング素子３２のゲートに電流が流れ、この第１のスイッチング素子３２がオンする。すると、バッテリ１２からウインカー制御ユニット１３と、ＬＥＤの方向指示灯１６と，第１のスイッチング素子３２と，抵抗３５と，第３のスイッチング素子３６を経て電流が流れ、ＬＥＤの方向指示灯１６が点灯する。発振回路３０は、図２（ｂ）のようにウインカー制御ユニット１３がオンしているＦ１の時間だけ作動し、この発振回路３０の発振周波数により第３のスイッチング素子３６がスイッチングしてＬＥＤの方向指示灯１６は、図２（ａ）のように断続的に点灯する。発振回路３０の発振周波数は、数１００Ｈｚ以上、例えば、１ｋＨｚ程度とすることにより高速断続点灯となり、方向指示灯１６は、視覚的に静止点灯となる。ウインカー制御ユニット１３がオフしているＦ２の時間は、ＬＥＤの方向指示灯１６は、消灯し、このオン、オフによりＬＥＤの方向指示灯１６は、点滅状態となる。

ここで、ＬＥＤの方向指示灯１６が高速断続点灯している間は、抵抗３５に電流が流れるので、この抵抗３５の両端に電圧が発生し、この発生電圧は、第２のスイッチング素子３３のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅと等しくなる。ここで、Ｖｂｅは、概略０．６〜０．７Ｖであるため、抵抗３５の抵抗値をＲ２とすると、抵抗３５に流れる電流Ｉｒ２は、
Ｉｒ２＝０．６〜０．７Ｖ／Ｒ２
となり、一定電流値となる。

この抵抗３５に流れる電流Ｉｒ２は、白熱球からＬＥＤに代えても、前記発振回路３０が設定したＴ_ＨとＴ_Ｌのデューティ比とパルス周期Ｔでウインカー制御ユニット１３が断線を検知しない値に設定する。
さらに詳しくは、ウインカー制御ユニット１３の内部スイッチが図２のｔ０時にオンしたものとすると、方向指示灯１６として白熱球からＬＥＤに代えたことにより、ウインカー制御ユニット１３の内部の電流監視装置が流れる電流を監視し、所定時間ｔｓ後のｔ１時に閾値より低いことを検出し、ウインカー制御ユニット１３の内部スイッチを高速に開閉して図５（ｂ）のように高速点滅し、異常を知らせる。
しかし、本発明では、ｔ１以前に発振回路３０は、図２（ａ）に示すように、ウインカー制御ユニット１３の発振周波数（１〜０．５Ｈｚ）よりも発振回路３０の発振周波数を例えば、１ｋＨｚのように十分早くすることにより、発振回路３０が閾値を超える電流パルスを流してＬＥＤからなる方向指示灯１６の点灯を持続する。このＬＥＤからなる方向指示灯１６には、パルス電流が流れるので、消費電流の省力化が可能となる。

以上の動作は、本発明の他の車両用方向指示装置ｂについても同様である。

前記ウインカー制御ユニット１３は、車両集中制御ユニット内に組み込まれたものであってもよく、前述した実施例に限定されるものではない。

１０…誤作動防止回路、１１…従来の車両用方向指示装置、１２…バッテリ、１３…ウインカー制御ユニット、１４…キャンセラー抵抗、１５…電流制限抵抗、１６…方向指示灯、１７…端子、１８…端子、１９…制御回路、２０…入力ポート、２１…入力ポート、２２…入力ポート、２３…出力ポート、２４…スイッチング素子、２５…インダクタ、２６…コンデンサ、２７…抵抗、２８…ダイオード、２９…電流保持回路、３０…発振回路、３１…破壊防止ダイオード、３２…第１のスイッチング素子、３３…第２のスイッチング素子、３４…抵抗、３５…抵抗、３６…第３のスイッチング素子、３７…発振用ＩＣ、３８…分圧抵抗、３９…分圧抵抗、４０…コンデンサ、４１…コンデンサ。

Claims (3)

1. 白熱球用のウインカー制御ユニットのオン、オフ信号によりＬＥＤからなる方向指示灯を点滅点灯して車両の進行方向を表示する車両用方向指示装置において、
   前記ＬＥＤの方向指示灯に、前記ウインカー制御ユニットのオン時にＬＥＤの方向指示灯の通過電流を保持する電流保持回路と、前記ウインカー制御ユニット内の電流監視装置にて通過電流が閾値を下回ったと検知する時間より十分短い周期で発振して前記ＬＥＤの方向指示灯にパルス電流を流す発振回路とを接続したことを特徴とする車両用方向指示装置。
2. 電流保持回路は、ＬＥＤの方向指示灯に第１のスイッチング素子と抵抗を直列に接続し、この抵抗の両端に第２のスイッチング素子のベースとエミッタを接続し、前記第１のスイッチング素子のゲートと第２のスイッチング素子のコレクタの接続点に抵抗を介して前記ウインカー制御ユニットに接続し、前記ＬＥＤの方向指示灯に接続した抵抗に流れる電流は、ウインカー制御ユニットが電流減少により白熱球の方向指示灯が断線として検知するより高い電流を流すように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用方向指示装置。
3. 発振回路は、ウインカー制御ユニットのオン、オフよりも数１００倍以上の周波数で発振する発振用ＩＣと、この発振用ＩＣでオン、オフしてＬＥＤの方向指示灯にパルス電流を流す第３のスイッチング素子とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用方向指示装置。

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