JP5161040B2 - 車両用灯具の点灯制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のＬＥＤ（ Light Emitting Diode ）を同時に発光させて要求される光束を確保するようにした車両用灯具の点灯制御装置に関する。

一般乗用車、バス、トラックなどの車両に設置される灯具（ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプなど）に、発光素子としてＬＥＤが採用される傾向にあり、この場合、複数のＬＥＤを同時に発光させて要求される光束を確保するようにしている。このようなＬＥＤ光源群により、例えば、車両の片側のヘッドランプを構成する場合は、図５に示すようにロービーム（すれ違いビーム）用のＬＥＤ光源群ＬＢとハイビーム（走行ビーム）用のＬＥＤ光源群ＨＢを備えるようにしている。

前記ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢを構成する場合、必要な光束を得るためにＬＥＤが各々約１０個〜２０個必要となる。そして、ＬＥＤは電流で明るさが制御されるので、多光源の場合、直列接続されることから、順電圧の合計が白色（青色ダイオード＋黄色蛍光体）の場合、３５Ｖ〜７０Ｖ前後の電圧が必要となる。

ところが、バッテリー電源は充放電状態に応じて通常１０Ｖ〜１６Ｖであるため、この電圧でＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢを点灯しても電圧不足のため十分な光束を得ることができない。そこで、同図に示すようにバッテリー電源１とＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢとの間にＤＣ／ＤＣコンバータ２を設け、バッテリー電源１の電圧を昇圧してＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢに供給するようにしている。

この回路構成による場合は、トランス２ａの１次コイルにバッテリー電源１とスイッチングトランジスタＱｐが接続され、このスイッチングトランジスタＱｐが制御回路２ｂから出力されるＰＷＭ信号に基づいてオン・オフ制御される。この制御回路２ｂはＰＷＭ信号による負帰還制御が行われるように構成されており、電流検出用抵抗Ｒｓに流れる電流Ｉｆが一定となるように、バッテリー電源１やＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢの状態に応じて、スイッチングトランジスタＱｐがオンする時間幅を制御するようにしている。

このように構成されていることから、スイッチングトランジスタＱｐを、例えば、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚでオン・オフさせることにより、バッテリー電源１の直流電圧が交流電圧に変換され、トランス２ａの２次コイルに接続されたダイオード２ｃとコンデンサ２ｄで平滑化し、昇圧された直流電流がＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢに供給されて点灯されることになる。

ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢの切り替えは、スイッチングトランジスタＱｓを外部信号Ｓにより作動し、ＬＥＤ光源群ＨＢの直列回路を導通または短絡させることによって実現しているが、手段としてはこれに限られるものではない。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２はトランスを用いた絶縁方式が多く採用されているが、チョッパー回路を用いた非絶縁方式も採用し得る。

以上に説明した図５に示す構成において、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢを同時に点灯した場合にＬＥＤ光源群ＨＢに断線が生じると、このときスイッチングトランジスタＱｓがオフとなっていることから電流が流れず、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢともに消灯してしまう危険がある。そこで、かかる状態が発生した場合には、ＬＥＤ光源群ＬＢのみは点灯するように改良されたものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００６−１０３４０４号公報

ところで、図５に示す構成において制御回路２ｂは、一般にＰＷＭ制御を行う高価な専用ＩＣと多くの周辺部品で構成されるので、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢの点灯を１つの制御回路２ｂで対応するはコスト的に現実的な選択となる。ところが、図５の構成あるいは特許文献１に開示された構成においても、制御回路２ｂが何らかの要因で故障した場合は、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢの何れも消灯してしまうことになる。

かかる状態は安全走行を維持するうえで絶対に発生してはならないことであり、制御回路２ｂが故障した場合においても、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢが完全に消灯してしまわないようにする次善の対策が不可欠である。本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、ＬＥＤ光源群を採用する車両用灯具の照明機能を完全に損なうことなく、走行の安全性を確保できるようにすることを目的とするものである。

そこで本発明は以下に述べる各手段により、上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、バッテリー電源の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧して車両用灯具のＬＥＤ光源群に供給し、該ＬＥＤ光源群を発光させるようにした点灯制御装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作を司る制御回路に異常が発生して昇圧電圧が供給されなくなったとき、この異常状態を検知して前記ＬＥＤ光源群に給電を開始し、前記バッテリー電源の電位でＬＥＤ光源群の一部を発光させる補助給電回路を備える車両用灯具の点灯制御装置となるようにする。

請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の車両用灯具の点灯制御装置において、制御回路からＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御するためのパルス信号の送出が停止したとき、これを検知して補助給電回路を起動させるようにする。

請求項３記載の発明では、上記請求項１記載の車両用灯具の点灯制御装置において、制御回路の内部の基準電圧を補助給電回路に供給するようになし、この基準電圧の供給が停止したとき、補助給電回路を起動させるようにする。

本発明の請求項１記載の発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータによる昇圧電圧により点灯されるＬＥＤ光源群の制御回路に何らかの異常が発生してバッテリー電源からの電力の供給が遮断した場合においても、このバッテリー電源の電位でＬＥＤ光源群の一部を発光させるようにしたので、車両用灯具が完全に消灯することなく、走行の安全性を確保することができる。また、非常灯を別設するような構成とならないため、コストの上昇を抑えることができる。

本発明の請求項２、請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御回路で生成されるパルス信号または基準電圧に基づいて補助給電回路が起動するようにしたので、既存のＤＣ／ＤＣコンバータを改良することなく、前記制御回路の異常を確実に検知することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図１に示す第１実施例および図２に示す第２実施例に基づいて詳細に説明する。

（第１実施例）
図１は、図５に示す点灯制御装置に補助給電回路３を組み合わせて本発明を完成した状態の第１実施例であり、この補助給電回路３は信号検知部３ａと給電制御部３ｂからなる。同図に示すように信号検出部３ａのダイオードＤ１のアノードはＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御回路２ｂのＰＷＭ信号の出力端に接続されている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２が正常に駆動してダイオードＤ１にＰＷＭ信号が印加されると、このＰＷＭ信号はダイオードＤ１とコンデンサＣ１で整流、平滑されて直流電圧となってＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１のゲートに加わり、このＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１がオンとなる。なお、抵抗Ｒ１はＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１のゲート、ソース間の寄生容量を放電するための抵抗である。

つぎに、給電制御部３ｂは電源ラインＰＬにソースを接続したＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ３を備え、そのゲートが分圧抵抗Ｒ５を介して電源ラインＰＬに接続される一方、分圧抵抗Ｒ６を介してスイッチングトランジスタＱ２のコレクタに接続されている。このスイッチングトランジスタＱ２のベースには分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４が接続され、分圧抵抗Ｒ４の他端はスイッチングトランジスタＱ２のエミッタとともにアースに接続されている。一方、分圧抵抗Ｒ３の他端は前記Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１のドレインと分圧抵抗Ｒ２に接続され、この分圧抵抗Ｒ２の他端が電源ラインＰＬに接続されている。

前記Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ３のドレインは順電流設定抵抗Ｒ７が接続され、他端が逆流防止ダイオードＤ２を介してロービーム用のＬＥＤ光源群ＬＢにおいて必要数を点灯する部分に接続する。この必要数とは、バッテリー電源１の電位により点灯できる数に相当するもので、ＬＥＤ光源群の直列部分または並列部分を任意に選択し得る。なお、前記順電流設定抵抗Ｒ７の他端は、電圧設定抵抗Ｒ８を介してロービーム／ハイビーム切替用のスイッチングトランジスタＱｓのゲートに接続されるとともに、切替信号Ｓの入力端子に接続されている。

本発明の第１実施例に示す補助給電回路３は以上のように構成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御回路２ｂに異常状態が発生した場合の補助給電回路３の動作態様を以下に説明する。まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御回路２ｂが正常に作動し、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢが点灯している状態においては、制御回路２ｂからスイッチングトランジスタＱｐのゲートおよび補助給電回路３のダイオードＤ１にＰＷＭ信号の送出が継続されている。

これにより、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１により生成された直流電圧がＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１のゲートに流れることからＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１がオンとなる。このようにしてＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１がオンとなることにより電源ラインＰＬのバッテリー電源１の電流が分圧抵抗Ｒ２を介し、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１のドレインからソース、そしてアースへ流れる。

したがって、スイッチングトランジスタＱ２はオフとなり、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ３はそのゲートに正電位がかかることからオフとなり、ソース・ドレイン間が非導通となり、電源ラインＰＬからのバッテリー電源１の電流が流れることはない。かかる状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御回路２ｂに何らかの異常が発生し、ＰＷＭ信号の送出が停止すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２によりＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢに供給されていた昇圧電圧の送出はこの時点で停止し、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢの正常な発光が停止する。

ところが、ＰＷＭ信号がダイオードＤ１にも流れなくなることから、Ｎｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ１はゲート電圧が消滅することからオフとなり、これに伴ってスイッチングトランジスタＱ２がオン、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ３がオンとなり、それまで遮断されていたバッテリー電源１の電流がソースからドレインを介して流れ、順電流設定抵抗Ｒ７および逆流防止ダイオードＤ２を介してＬＥＤ光源群ＬＢの選定された一部のＬＥＤに供給される。

このときのバッテリー電源１の電流は電圧設定抵抗Ｒ８を介してスイッチングトランジスタＱｓのベースにも流れるので、このスイッチングトランジスタＱｓのドレイン・ソース間が導通し、前記ＬＥＤ光源群の選択されたＬＥＤのカソードがアースに接続され、該ＬＥＤの発光が開始されることになる。なお、このときスイッチングトランジスタＱｓのゲートに切替信号Ｓが印加されている場合においても、スイッチングトランジスタＱｓの作動によりＬＥＤ光源群ＨＢのＬＥＤは短絡された状態となるので、発光するのはＬＥＤ光源群ＬＢの選択されたＬＥＤのみとなる。

（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例の構成を示す回路図であり、同図に示すように補助給電回路３の信号検出部３ａには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御回路２ｂの内部において生成される基準電圧Ｖｒｅｆ．を導入するようにしている。この基準電圧Ｖｒｅｆ．は制御回路２ｂを駆動するための直流の正電位の電圧でよく、制御回路２ｂに何らかの異常が生じたとき、補助給電回路３への供給が停止するように構成してある。

したがって、ＰＷＭ信号が消滅した場合の第１実施例と同様に、第２実施例において基準電圧Ｖｒｅｆ．が消滅すると、以降の回路は第１実施例と全く同一の動作をする。即ち、制御回路２ｂの異常に伴い、ＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢに昇圧電圧の供給が停止されると同時にＰｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ・Ｑ３がオンとなり、バッテリー電源１の電流がＬＥＤ光源群ＬＢの選定された一部のＬＥＤに流れ、当該ＬＥＤを発光させることが可能となる。

図３は第１実施例の他の構成例、図４は第２実施例の他の構成例を示すもので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２から昇圧電圧がＬＥＤ光源群ＬＢ、ＨＢに供給されなくなった場合において、ハイビーム用のＬＥＤ光源群ＨＢの選定された一部のＬＥＤを発光させるようにしたものであり、この場合は、逆流防止ダイオードＤ２から供給されるバッテリー電源１によりスイッチングトランジスタＱｓを作動することなく、ＬＥＤ光源群の選定された一部のＬＥＤを確実に発光させることができる。

なお、以上の実施例の説明においては車両用灯具におけるヘッドランプを実施の対象とし、ＬＥＤ光源群ＬＢまたはＨＢの何れか一方の選定された一部のＬＥＤを発光させるようにしてあるが、両方の選定された一部のＬＥＤを点灯することも可能である。また、点灯するＬＥＤは、直列接続部分あるいは並列接続部分の何れも選定することが可能である。

また、各実施例の回路構成において、ＭＯＳＦＥＴをバイポーラトランジスタとし、バイポーラトランジスタをＭＯＳＦＥＴとすることも可能であり、本発明を構成するうえにこれら能動素子の種類が限定されるものではない。

本発明は、ＬＥＤを採用する四輪、二輪の車両用のヘッドランプはもとより、ロービーム／ハイビームを構成しないテールランプ、ストップランプ、ターンランプ、フォグランプなど、あるいは建築物の室内外や公共施設などの非常誘導灯などを対象として広範に実施することが可能である。

本発明の車両用灯具の点灯制御装置の第１実施例を示す図である。 本発明の車両用灯具の点灯制御装置の第２実施例を示す図である 第１実施例の他の構成例を示す図である。 第２実施例の他の構成例を示す図である。 ＬＥＤを採用した車両用灯具の基本的構成を示す図である。

符号の説明

ＬＢ・・・・・・ＬＥＤ光源部（ロービーム）
ＨＢ・・・・・・ＬＥＤ光源部（ハイビーム）
ＬＥＤ・・・・・Light Emitting Diode
１・・・・・・・バッテリー電源
２・・・・・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
２ｂ・・・・・・制御回路
３・・・・・・・補助給電回路
３ａ・・・・・・信号検出部
３ｂ・・・・・・給電制御部

Claims (3)

1. バッテリー電源の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧して車両用灯具のＬＥＤ光源群に供給し、該ＬＥＤ光源群を発光させるようにした点灯制御装置において、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作を司る制御回路に異常が発生して昇圧電圧が供給されなくなったとき、この異常状態を検知して前記ＬＥＤ光源群に給電を開始し、前記バッテリー電源の電位でＬＥＤ光源群の一部を発光させる補助給電回路を備えたことを特徴とする車両用灯具の点灯制御装置。
2. 前記制御回路から前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御するためのパルス信号の送出が停止したとき、これを検知して補助給電回路が起動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具の点灯制御装置。
3. 前記制御回路の内部の基準電圧を補助給電回路に供給するようになし、この基準電圧の供給が停止したとき、補助給電回路が起動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具の点灯制御装置。

Images