JP2014031157A

JP2014031157A - 車両用ランプ

Info

Publication number: JP2014031157A
Application number: JP2012246304A
Authority: JP
Inventors: Yuki Shibata; 裕己柴田; Shoichiro Yokoi; 正一郎横井; Tomokazu Suzuki; 友和鈴木
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-02-20
Also published as: CN103542347A; EP2684743A1; US20140015410A1; EP2684743B1; US9221389B2

Abstract

【課題】アクチュエータを駆動する際の消費電力の増加を抑制し、さらにはアクチュエータを備えるランプと備えないランプの点灯制御装置の共用化を図ることも可能な車両用ランプを提供する。
【解決手段】通電されて点灯する光源（ＬＥＤ）２と、光源２から照射される光の配光を制御するためのソレノイド型のアクチュエータ６と、光源２の点灯とアクチュエータ６の駆動を制御するためのランプ制御装置ＬＣを備える車両用ランプであって、ランプ制御装置ＬＣは、定電流を出力する電流制御装置１０と、所要の信号に基づいてアクチュエータ６を光源２に直列接続し、電流制御装置１０から出力される定電流を光源２およびアクチュエータ６に通電するアクチュエータ制御装置２０を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は配光を切り替えることが可能な車両用ランプに関し、特に配光を切り替えるためのソレノイド型のアクチュエータを備えた車両用ランプに関するものである。

車両用ランプとして、配光を切り替えるためにランプ内に可変シェードを配設し、この可変シェードを駆動することによって光源から出射された光の遮光領域を切り替えるようにしたランプが提供されている。また、このような可変シェードを駆動するためのアクチュエータとして、従来ではモータを駆動源とするアクチュエータやソレノイドを駆動源とするアクチュエータが提案されている。例えば、前者の例として特許文献１に記載の技術があり、後者の例として特許文献２に記載の技術がある。これらのアクチュエータには一長一短があり、例えば、モータ型のアクチュエータは可変シェードを駆動させるのに必要とされる駆動力を得る場合でも小型に構成できるが、モータを回転、停止させる際の電流変化に伴う電磁波ノイズが発生し、この電磁波ノイズが車両に搭載している電子機器、特に電子制御機器の誤作動を生じさせる原因となる。一方、ソレノイド型のアクチュエータは、これとは反対に電磁波ノイズは発生しないが、可変シェードを駆動させるのに必要な駆動力を得るためにはアクチュエータを構成しているコイルの径寸法や軸長寸法を長くし、あるいはコイルの巻数を多くする必要がありモータ型のアクチュエータに比較して大型化することになる。

特開２００４−３４２６１５号公報特開２００７−２１３９３８号公報

このようなことから、本願出願人は先に先願（特願２０１２−１０１９３３）において、ソレノイド型アクチュエータ（以下、単にアクチュエータと称することもある）を駆動するためのランプ制御装置として新規な電流制御装置を構築し、アクチュエータに要求される駆動力を確保する一方で当該アクチュエータに通電する電流を抑制してアクチュエータの小型化を実現した技術を提案している。また、同時にこの電流制御装置を、ランプの光源を点灯制御するための点灯制御装置と共用化することにより、電流制御装置と点灯制御装置を個別に配設する場合に比較してランプにおける配設スペースを低減してランプの小型化を図っている。

この先願の技術は、電流制御装置と点灯制御装置の共用化を図るために、電流制御装置の電流出力端に光源とアクチュエータを並列接続し、かつ回路の一部に光源を点灯する際と、アクチュエータを同時に駆動する際の電流量を変化制御するための切替回路（ここでは電流切替回路と称する）を備え、この電流切替回路により出力電流を増加することによってアクチュエータを駆動する構成としている。しかし、この先願の電流制御装置には次のような解決することが好ましい課題が存在している。

すなわち、光源をＬＥＤ等の発光素子で構成した場合には各ＬＥＤの個体差によってＶｆ（ダイオード順方向電圧）にバラツキが生じ易く、このＶｆのバラツキがそのままＬＥＤの消費電流の変動になり、これがアクチュエータに通電される電流の変動になってアクチュエータの駆動が不安定になり易い。そのため、アクチュエータの安定した駆動を確保するためにはＬＥＤでの消費電流の変動をカバーするのに十分なマージンを確保しておくことが必要となり、したがってこのマージンに相当する電流量だけ出力電流を大きめに設計する必要があり省電力化を進める上で不利になる。

本発明の目的はこの課題を解決すべく、アクチュエータを備えるランプと備えないランプの点灯制御装置の共用化を図り、またアクチュエータを駆動する際の消費電力の増加を抑制して小型化および省電力化を実現した車両用ランプを提供するものである。

本発明は、通電されて点灯する光源と、当該光源から照射される光の配光を制御するためのソレノイド型のアクチュエータと、光源の点灯とアクチュエータの駆動を制御するためのランプ制御装置を備える車両用ランプであって、ランプ制御装置は、定電流を出力する電流制御装置と、所要の信号に基づいてアクチュエータを光源に直列接続し、電流制御装置から出力される定電流を光源およびアクチュエータに通電するアクチュエータ制御装置とを備えることを特徴とする。

アクチュエータ制御装置は、例えば、光源に直列接続されているアクチュエータに常閉接点が並列に接続され、所要の信号が入力されたときに常閉接点を開放するリレースイッチを備える構成とする。あるいは、アクチュエータ制御装置は、所要の信号が入力されたときにアクチュエータを光源に直列接続した状態に切り替えるスイッチング回路を備える構成とする。また、本発明の電流制御装置あるいはアクチュエータ制御装置は、アクチュエータに定電流が通電されてから所定の時間の経過後に当該アクチュエータに通電する電流を低減させるための電流低減手段を備えることが好ましい。あるいは、アクチュエータに定電流が通電される始動初期に当該アクチュエータに通電する電流を増加させるための電流増加手段を備える構成としてもよい。

ここで、アクチュエータ制御装置は電流制御装置および光源とは独立した構成とする。この場合には、アクチュエータ制御装置はアクチュエータと一体的に構成するようにしてもよい。あるいは、アクチュエータ制御装置は電流制御装置又は光源の少なくとも一方と一体的に構成してもよい。

本発明によれば、アクチュエータを光源に直列接続して電流制御装置から出力される定電流によって駆動するので、光源をＬＥＤで構成した場合のＶｆのバラツキを考慮することなく安定な駆動が可能になり、電流マージンを低減してアクチュエータ駆動に際しての省電力化を実現し、前記した課題が解決できる。また、電流制御装置から出力される定電流をアクチュエータ制御装置によりアクチュエータに通電することが可能となるので、アクチュエータを備えるランプではアクチュエータ制御装置と電流制御装置を装備し、アクチュエータを備えないランプでは電流制御装置を装備すればよく、これらのランプにおける電流制御装置の共用化が実現できるという効果を得ることができることもある。

本発明の実施形態におけるランプユニットの概略断面構成図。可変シェード及びアクチュエータの概略斜視図。可変シェードで制御する配光図。ランプ制御装置のブロック回路構成図。実施形態１のランプ制御装置の回路構成図。実施形態１の電流制御装置の動作タイミング図。実施形態１−１のランプ制御装置の回路構成図。実施形態１−２のランプ制御装置の回路構成図。実施形態１−３のランプ制御装置の回路構成図。実施形態１−３の電流制御装置の動作タイミング図。実施形態２のランプ制御装置の回路構成図。実施形態２−１のランプ制御装置の回路構成図。実施形態２−２のランプ制御装置の回路構成図。実施形態３のランプ制御装置の回路構成図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプに用いて好適なランプユニットＬＵの概略断面構成図であり、図示は省略するが自動車の車体前部の左右にそれぞれ配設されたランプハウジング内に配設されるプロジェクタ型ランプとして構成されている。このランプユニットＬＵには、当該ランプユニットＬＵの点灯状態を制御するとともに、その配光を制御するためのランプ制御装置ＬＣが接続されている。また、このランプ制御装置ＬＣには、自動車の運転席に設けられた点灯スイッチ（ランプスインチ）ＬＭＰと配光切替スイッチ（ディマースイッチ）ＤＩＭが接続されており、ランプスイッチＬＭＰの操作によりランプユニットＬＵの点灯と消灯が切り替えられ、ディマースイッチＤＩＭの操作により同ランプユニットＬＵを異なる配光パターンの第１の配光と第２の配光に切り替えられる。ここでは、第１の配光としてのロービーム配光と第２の配光としてのハイビーム配光の切り替えが行われるようになっている。

前記ランプユニットＬＵは、ランプベース１上に光源としてのＬＥＤ２が搭載されている。このＬＥＤ２は、図１の一部に拡大外観図を表しているように、平面配列された４つのＬＥＤチップ２１〜２４を一体化したＬＥＤとして構成されている。前記４つのＬＥＤチップ２１〜２４はアノード・カソードが直列接続され、前記ランプ制御装置ＬＣから出力される出力電流によって発光されるようになっている。また、前記ランプベース１上には前記ＬＥＤ２を覆うように回転楕円面の一部で構成されたリフレクタ３が配設されているとともに、当該ランプベース１の前端部には照射レンズ４が支持されている。さらに、前記ランプベース１には、前記リフレクタ３と照射レンズ４との間に、可変シェード５と、この可変シェード５を駆動するためのアクチュエータ６が配設されている。

このランプユニットＬＵでは、ＬＥＤ２が発光したときに出射された光をリフレクタ３により前方に向けて反射し、当該反射光３ないしＬＥＤ２から直接出射された光を照射レンズ４によりランプユニットＬＵの前方に向けて照射する。また、可変シェード５をアクチュエータ６により駆動することによりＬＥＤ２から出射した光の一部を遮光し、あるいは遮光することなく照射レンズ４に入射する光束を制御し、照射する光の配光を前記した第１の配光と第２の配光に切り替えることができる。

前記可変シェード５は、図２（ａ）に概略外観図を示すように、ランプ光軸Ｌｘと直交する左右方向に沿って前記ランプベース１の両側に立設した支持片１ａに両端支持された傾動軸５１を有し、この傾動軸５１には当該傾動軸５１を中心にして所要の角度範囲で鉛直方向に傾動可能なシェード体５２が支持されている。このシェード体５２は前記ＬＥＤ２側に向けて凸状に湾曲した板状に形成され、その左右両端部において前記傾動軸５１に支持されるとともに、その上縁５２ａはロービーム配光パターンのカットオフラインに対応した形状に形成されている。なお、このシェード体５２は傾動軸５１に軸装されているコイルスプリングからなる戻りばね５４のばね力によって常態では起立した状態、すなわち後述するようにロービーム配光の配光パターンを形成する状態に付勢位置され、後方に傾動されたときにはハイビーム配光の配光パターンを形成するように構成されている。

前記アクチュエータ６は、ランプユニットＬＵの小型化に対応した小型のソレノイド型アクチュエータとして構成されている。このアクチュエータ６は、通電されたときに磁界を形成するソレノイド６０（コイル：図４参照）を一体的に内装したケーシング６１と、このケーシング６１内に基端部が内挿されるとともに、先端部がケーシング６１から突出されている円柱ロッド状をした金属製のアーマチュア６２とを備えている。このアーマチュア６２は前記ソレノイド６０が非通電のときには先端部がケーシング６１から突出状態にあり、当該ソレノイド６０に通電されて磁力が発生したときには、当該磁力によってケーシング６１の内方向に吸引移動される構成である。さらに、前記アーマチュア６２の先端部には連結ロッド６３の一端が係合されており、この連結ロッド６３の他端は後方に向けて延長された上で前記シェード体５２の下辺の一部に一体に設けられた連結片５３に掛合されている。この連結ロッド６３は長さ方向の中間一部において前記ケーシング６１の一部に立設したガイド片６４に設けた上向きＵ字溝６４ａに内挿されており、当該連結ロッド６３がランプ光軸Ｌｘに沿った方向に移動されるように案内保持されている。

このアクチュエータ６は前記ランプ制御装置ＬＣによって通電される所定の定電流で駆動されて前記可変シェード５の切り替えを行うようになっている。すなわち、アクチュエータ６が非通電のときには、図２（ａ）のように、アーマチュア６２は先端部がケーシング６１から突出した状態にあり、シェード体５２は戻りばね５４のばね力によって前方に回動されて図１の実線のように起立状態にある。また、これに伴って連結ロッド６３は前方に移動された位置にある。したがって、ＬＥＤ２から出射された光の一部はシェード体５２によって遮光され、ランプユニットＬＵの配光は図３（ａ）に示すようにシェード体５２の上縁５２ａの形状に倣ったカットオフラインを有するロービーム配光ＰＬ、すなわち第１の配光となる。一方、アクチュエータ６に通電されると、図２（ｂ）に示すように、アーマチュア６２はケーシング６１に吸引移動されてＭ方向に移動され、連結ロッド６３もＭ方向に移動されるため、シェード体５２は戻りばね５４のばね力に抗して図２の鎖線のように傾動軸５１を中心にＲ方向に回動され、後方に傾動される。これにより、シェード体５２はＬＥＤ２から出射された光の光路から退避され、当該光を遮光しない傾動状態となり、ランプユニットＬＵの配光は図３（ｂ）に示すようにハイビーム配光ＰＨ、すなわち第２の配光となる。

図４は前記ランプスイッチＬＭＰとディマースイッチＤＩＭを含む前記ランプ制御装置ＬＣの概念構成図である。ランプ制御装置ＬＣは電流制御装置１０とアクチュエータ制御装置２０を備えている。電流制御装置１０は出力端ＯＵＴに前記ＬＥＤ２と前記アクチュエータ６が直列接続されている。また、電流制御装置１０の入力端ＩＮには前記ランプスイッチＬＭＰが接続されており、当該ランプスイッチＬＭＰがオンされたときに電圧Ｖが入力されて出力端ＯＵＴに所定の電流を出力し、この出力電流によって前記ＬＥＤ２を発光させる。アクチュエータ制御装置２０はアクチュエータ６に並列に接続されており、ディマースイッチＤＩＭがオフのときにはアクチュエータ９（詳細に言えばソレノイド６０：以下同じ）の両端を短絡してアクチュエータ６を非駆動状態とし、ディマースイッチＤＩＭがオンされたときに当該アクチュエータ６の短絡状態を解除して前記出力電流がＬＥＤ２を通してアクチュエータ６に通電され、アクチュエータ６を駆動するようになっている。

（実施形態１）
図５は実施形態１の前記ランプ制御装置ＬＣの回路構成図である。この実施形態１ではアクチュエータ制御装置２０をアクチュエータ６と一体的に構成した例を示している。以下の説明において、ＦＥＴ＊は電界効果トランジスタ、Ｃ＊はコンデンサ、Ｒ＊は抵抗、Ｄ＊はダイオード、ＯＰ＊はオペアンプである。この実施形態１のランプ制御装置の電流制御装置を図６の動作タイミング図を併せて参照して説明すると、ランプスイッチＬＭＰがＯＮされて入力端ＩＮに電圧Ｖが入力されるとＯＳＣ（発振器）が発振を開始し、その立ち上がりエッジでＲＳ型のＦＦ（フリップフロップ）をセットする（Ｓ信号）。ＦＦがセットされると、ＦＥＴ１がＯＮ状態になり、シャント抵抗Ｒ１を通してＬ（インダクタ）に電流が流れ、当該Ｌに磁気エネルギが蓄電される。Ｒ１の降下電圧はＯＰ１（反転増幅器）により増幅されたａ電圧となり、このａ電圧が徐々に高くなってＣＭＰ（コンパレータ）の比較電圧（ｂ電圧）よりも高くなるとＣＭＰの出力が反転し、ＦＦがリセットされてＦＥＴ１がＯＦＦ状態になる。ＦＥＴ１のＯＦＦによりＬに蓄電された電磁エネルギはＣ２に充電されるとともに、出力端ＯＵＴから出力電流として出力され、ＬＥＤ２に通電される。

このＦＥＴ１のＯＮ，ＯＦＦを繰り返すことにより、Ｃ２の充電量が増大して行きＬＥＤ２に通電される電流が増加される。この電流が増加するとシャント抵抗Ｒ５端の電圧（ｃ電圧）が低下するので、ＯＰ２（反転増幅器）の出力のｄ電圧が高くなる。ＯＰ３（反転増幅器）はこのｄ電圧と、ＺＤ（ツェナーダイオード）による基準電圧（ｅ電圧）の差電圧を反転出力するので、ｄ電圧が増加されるとｂ電圧が低下されることになる。ＣＭＰはこのｂ電圧を鋸歯状のａ電圧と比較しているのでＦＦの反転時間が早くなり、Ｑで示すＦＥＴ１のゲート電圧によってＦＥＴ１のＯＮ時間が短くなり、出力端ＯＵＴから出力される出力電流は低下する。

一方、ＦＥＴ１のＯＮ時間が短くなると、Ｌに蓄積される磁気エネルギが低減され、Ｃ２の充電量が低下されてＲ５端のｃ電圧が上昇され、ＯＰ２により前記とは逆にｄ電圧が低くなる。これにより、ｂ電圧が高くなってＦＥＴ１のＯＮ時間が長くなり、出力端ＯＵＴから出力される出力電流は増加する。この一連の動作によって電圧Ｖが変動した場合でもＲ５端のｃ電圧が一定に制御され、出力端ＯＵＴから出力される出力電流は所定の定電流にフィードバック制御される。ＬＥＤ２はこの定電流に制御された出力電流によって安定した光度で発光される。

前記アクチュエータ制御装置２０は、前記ディマースイッチＤＩＭがＯＮされたときに入力されるＯＮ信号、ここでは電圧Ｖがリレーコイル７０に印加されてスイッチ動作するメインリレースイッチ７で構成されており、その常閉接点７１がアクチュエータ６と並列に接続されている。すなわち、ディマースイッチＤＩＭがＯＦＦのときにはメインリレースイッチ７の常閉接点７１によってアクチュエータ６は短絡状態にあり、アクチュエータ６は非動作の状態にある。ディマースイッチＤＩＭがＯＮされるとリレーコイル７０の励磁によってメインリレースイッチ７の常閉接点７１が開放され、ＬＥＤ２を通した電流制御装置１０の出力電流がアクチュエータ６に通電され、アクチュエータ６は駆動状態となる。

したがって、前記したようにランプスイッチＬＭＰがＯＮされて電流制御装置１０の出力端ＯＵＴからの出力電流によってＬＥＤが発光されているときに、ディマースイッチＤＩＭがＯＦＦされている状態、すなわち第１の配光に設定されているときには、アクチュエータ６のソレノイド６０はメインリレースイッチ７の常閉接点７１によって短絡されているため電流制御装置１０の出力電流がアクチュエータ６に通電されることはない。したがってアクチュエータ６は図２（ａ）に示した初期状態のままであり、可変シェード５はロービーム配光の位置に制御され、発光したＬＥＤ２から出射された光の一部は可変シェード５により遮光されることになり、図３（ａ）に示したようなロービーム配光ＰＬでの光照射となる。

ディマースイッチＤＩＭがＯＮされて第２の配光に設定されると、メインリレースイッチ７の常閉接点７１が開放され、アクチュエータ６の短絡状態が解除されるため電流制御装置１０の出力端ＯＵＴからの出力電流がＬＥＤ２を通してアクチュエータ６に通電される状態となる。これにより、ＬＥＤ２は発光状態が保たれるとともにアクチュエータ６が駆動され、図２（ｂ）に示したように可変シェード５は光路から退避され、ＬＥＤ２から出射される光は可変シェード５によって遮光されることなく照射され、図３（ｂ）に示したようなハイビーム配光ＰＨでの光照射となる。このとき、電流制御装置１０では出力端ＯＵＴから定電流の出力電流が出力されるように制御されるので、ＬＥＤ２にアクチュエータ６が直列に接続された状態となったときには、図６に示すように出力電圧が増大することによって出力電流は定電流に制御される。これにより、ＬＥＤ２は当該定電流によって所定の光度で発光され、かつアクチュエータ６は当該定電流によって確実な駆動が行われる。

この実施形態１では、ＬＥＤ２の個体差等によってＶｆにバラツキが生じていても、ＬＥＤ２には電流制御装置１０からの定電流に制御された出力電流が通電されるとともに、アクチュエータ６にも当該定電流の出力電流が通電される。したがって、ＬＥＤ２のＶｆのバラツキの影響を受けることなくアクチュエータ６を確実に駆動することが可能になる。これにより、電流制御装置１０の出力電流にＶｆのバラツキが要因となるマージンを確保しておく必要はなく、電流制御装置１０を必要最小限の消費電力で設計すればよいため省電力化が実現でき、前記した課題が解消できる。

また、この実施形態１では、前記したようにメインリレースイッチ７を含むアクチュエータ制御装置２０は電流制御装置１０とは別体に構成されているので、アクチュエータ６を備えるランプではアクチュエータ６、アクチュエータ制御装置２０および電流制御装置１０を装備すればよく、アクチュエータを備えないランプでは電流制御装置１０のみを装備すればよい。すなわち、アクチュエータの有無にかかわらずいずれのランプにおいても同じ構成の電流制御装置１０を装備すればよいので、これらのランプにおける電流制御装置１０の共通化が実現できるという作用効果を得ることもできる。さらに、この実施形態１では、アクチュエータ制御装置２０をアクチュエータ６と一体化した１つのユニットとして構成しているので、アクチュエータを備えるランプにおいては、電流制御装置１０とは別にアクチュエータ６をランプに装備すれば、これと共にアクチュエータ制御装置２０も当該ランプに組み込まれることになり、ランプの組立作業を簡略化する上で有利なものになる。

ところで、ソレノイド型のアクチュエータでは、駆動された後にその状態を保持するための保持電流は駆動を開始する時に必要とされる始動電流流よりも小さな電流で良いことが知られている。したがって、この実施形態１でもアクチュエータ６が駆動して可変シェード５が動作された後に通電する保持電流を始動電流よりも抑制することでアクチュエータ６における消費電力を低減することが可能になる。例えば、ディマースイッチＤＩＭをＯＮしてアクチュエータ６を始動させ、可変シェード５が切り替えられるのに必要とされる所定時間を経過したときにタイマ動作する手段によってアクチュエータ６に通電する電流を低減するように構成すればよい。

（実施形態１−１）
図７はこのような保持電流を抑制することを可能にした電流低減手段を備える実施形態１の変形例１である実施形態１−１の回路図である。ここでは、アクチュエータ制御装置２０において、抑制抵抗としてのＲ１４とサブリレースイッチ８を直列接続してこれをアクチュエータ６と並列に接続したものである。Ｒ１４はサブリレースイッチ８の常閉接点８１に接続されている。また、サブリレースイッチ８のリレーコイル８０にはＤ５，Ｄ６，Ｃ３，Ｒ１５を含むバイアス回路を有するＦＥＴ２が接続されており、このＦＥＴ２のＯＮ，ＯＦＦ動作によってサブリレースイッチ８のリレーコイル８０に通電する電流を制御するようになっている。

この実施形態１−１の構成によれば、ディマースイッチＤＩＭがＯＮされたときにメインリレースイッチ７によりアクチュエータ６に出力電流が通電されることは前記したとおりであるが、これと同時に電流制御装置１０の出力電流はＣ３，Ｒ１５を流れるためＦＥＴ２はＯＮになる。これによりサブリレースイッチ８のリレーコイル８０に電流が通電されて常閉接点８１は開放側に切替えられ、Ｒ１４がアクチュエータ６に並列接続されることはなく、アクチュエータ６には始動電流として電流制御装置１０の出力電流が全て通電される。ディマースイッチＤＩＭがＯＮされてから所定の時間、すなわち可変シェード５が切替えられるのに必要な時間が経過すると、電流制御装置１０の出力電流がＣ３に充電されて所定電位になるためＦＥＴ２はＯＦＦとなり、サブリレースイッチ８のリレーコイル８０への電流が遮断され、常閉接点８１は常閉側に戻される。そのため、Ｒ１４がアクチュエータ６に並列に接続される状態となり、Ｒ１４に通電される電流分だけアクチュエータ６に通電される電流制御装置１０の出力電流が低減される。この低減された電流は保持電流に相当する電流であり、アクチュエータ６による可変シェード５の切替状態を保持するとともに、当該保持状態におけるアクチュエータ６の消費電力が抑制される。

（実施形態１−２）
あるいは、図８は実施形態１の変形例２である実施形態１−２の回路図であり、実施形態１と等価な部分には同一符号を付してある。ここではアクチュエータ６のソレノイド６０を第１ソレノイド６０ａと第２ソレノイド６０ｂで構成するとともに、これら第１と第２のソレノイド６０ａ，６０ｂの接続点に中間タップを設け、この中間タップにサブリレースイッチ８０の常閉接点８１を接続した構成である。第１ソレノイド６０ａと第２ソレノイド６０ｂは両者を直列接続しており、これらに出力電流を通電したときにはアクチュエータ６が可変シェード５を切り替えることが可能な駆動力を発揮でき、第１ソレノイド６０ａのみに出力電流を通電したときには駆動力は低下されるがアクチュエータ６が可変シェード５の切替状態を保持するための保持力を発揮するように構成している。

この実施形態１−２によれば、ディマースイッチＤＩＭがＯＮされたときに、電流制御装置１０の出力電流はＣ３，Ｒ１５を流れてＦＥＴ２はＯＮになり、サブリレースイッチ８の常閉接点８１は開放側に切替えられるのでアクチュエータ６の第１ソレノイド６０ａと第２ソレノイド６０ｂは直列状態となる。これにより、電流制御装置１０の出力電流が両ソレノイド６０ａ，６０ｂに通電され、アクチュエータ６は所定の駆動力が発揮されて可変シェード５を切替える。ディマースイッチＤＩＭがＯＮされてから可変シェード５が切替えられる時間が経過すると、Ｃ３に充電されるためＦＥＴ２はＯＦＦとなり、サブリレースイッチ８の常閉接点８１は常閉側に戻される。そのため、中間タップを介して第２ソレノイド６０ｂが短絡され、アクチュエータ６は第１ソレノイド６０ａのみに出力電流が通電される。これにより、アクチュエータ６の駆動力は可変シェード５の切替状態を保持するのに必要な駆動力に低減されるとともに、保持状態におけるアクチュエータ６の消費電力が抑制される。

（実施形態１−３）
以上の実施形態１−１，１−２では、可変シェード５の切替状態を保持するのに必要なアクチュエータ６の駆動力を低減して消費電力を抑制することは可能であるが、可変シェード５の切替動作を確保するためには、定電流によって切替動作に必要な駆動力を発揮することが可能なアクチュエータで構成する必要がある。一方、今回用いているソレノイド型のアクチュエータ６は所定範囲内であれば過電流を短時間通流してもアクチュエータ６にダメージを与えることなく、その間の駆動力を高めることが可能である。そこで、実施形態１のさらなる変形例としての実施形態１−３では、実施形態１−１や１−２よりも小型の小電流規格のアクチュエータ６で構成し、可変シェー５の切替時にのみ、すなわちアクチュエータ６の始動初期にのみ定電流よりも大きな電流をアクチュエータ６に通流して駆動力を高めて切替動作を確保する一方で、切替え後は定電流をアクチュエータ６に通流して切替状態を保持するための電流増加手段を備えた構成にしている。

図９はこのような電流増加手段を備えた実施形態１−３のランプ制御装置ＬＣの回路図であり、ＦＥＴ３、Ｃ１０〜Ｃ１１，Ｒ３１〜Ｒ３４，Ｄ１１で構成されている。ここでアクチュエータ６は、前記したように規格電流を通流したときに得られる最大駆動力が前記実施形態１−１，１−２よりも小規格のもの、すなわち小型のアクチュエータが用いられている。図１０のタイミング図を併せて参照すると、ディマースイッチがＯＦＦのときは実施形態１，１−１，１−２と同じであり、ＬＥＤ２に定電流が通流される。ディマースイッチＤＩＭがＯＮされると、Ｃ１０とＲ３３に電流が流れ、Ｃ１０が充電されるまではＦＥＴ３はＯＮとなり、ｄ電圧はＲ３１の電圧降下分だけ降下される。そのためＯＰ３の出力のｂ電圧は高くなりＦＦのセット時間、すなわちＦＥＴ１のＯＮ時間が長くなってＬでの蓄電により定常電流、すなわち定常電流よりも大きな電流が得られる。したがって、アクチュエータ６ではこの大電流によって定電流時よりも大きな駆動力が得られるようになり、この増大された駆動力によって可変シェード５を駆動し、ハイビーム配光に切替える。

可変シェード５の切替えが完了するタイミングに合わせて設定された時間が経過すると、Ｃ１０が充電され、ＦＥＴ３はＯＦＦとなり、ｄ電圧は通常電圧となり、ｂ電圧が減少する。そのため、ＦＦのセット時間が短くなってＦＥＴ１のＯＮ時間も短くなり、Ｌの蓄電が低下してＣ２の充電電圧が低減され、定電流がＬＥＤ２およびアクチュエータ６に通流される。したがって、アクチュエータ６は規格通りの駆動力となり可変シェード５の切替状態を保持することになる。

この実施形態１−３では、ハイビーム配光への切替え時に定電流よりも大きな電流をアクチュエータ６に通電するので、アクチュエータ６の始動時における駆動力を高めてアーマチュア６２を迅速に移動させ、ロービーム配光からハイビーム配光への切り替えを迅速に行うことができる。可変シェード５の切替え後は、定電流を通電するが、この時点ではアクチュエータ６の駆動力は小さくて済むので、ハイビーム配光の状態を保持することができる。したがって、アクチュエータ６に小電流規格のものを用いても可変シェード５の切替動作と切替状態の保持が可能であり、小型のアクチュエータの採用が可能となり、ランプユニットの小型化が実現できる。また、可変シェード５の切替え時にはアクチュエータ６に大電流を通電してもこの時間は短く、直ちに定電流を通電するのでアクチュエータ６での省電力化が実現できるとともに、当該アクチュエータ６における発熱を抑制することもできる。

（実施形態２）
図１１は実施形態２のランプ制御装置ＬＣの回路図であり、ここではアクチュエータ制御装置２０を実施形態１のリレースイッチに代えてスイッチングＦＥＴを備えるスイッチング素子回路として構成したものである。この実施形態２においてもアクチュエータ制御装置２０をアクチュエータ６と一体的にユニット化あるいはモジュール化している。このアクチュエータ制御装置は、Ｃ４，Ｃ５，Ｒ１６，Ｒ１７，Ｄ７で構成されるバイアス回路を有するＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１と、Ｃ６，Ｃ７，Ｒ１８，Ｒ１９，Ｄ８で構成されるバイアス回路を有するＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２とで構成されており、Ｑ１のソース・ドレインをアクチュエータ６と並列に接続し、Ｑ２のソース・ドレインをＱ１のゲート・ドレインと並列に接続した構成である。

実施形態２によれば、ランプスイッチＬＭＰがＯＮされると電流制御装置１０の出力電流はＬＥＤ２に通電され、ＬＥＤ２が発光される。このとき、ディマースイッチＤＩＭがＯＦＦであるとＱ２はＯＦＦであるので、ランプスイッＬＭＰがＯＮされるとＱ１はＯＮとなり、アクチュエータ６はＱ１によって短絡された状態にある。そのため、電流制御装置１０の出力電流はＬＥＤ２のみに通電されてアクチュエータ６に通電されず、アクチュエータ６が駆動されないためロービーム配光となる。この状態からディマースイッチＤＩＭがＯＮされると、Ｑ２がＯＮになるため、Ｑ１はＯＦＦに切り替えられる。したがって、アクチュエータ６は短絡状態が解消され、電流制御装置１０の出力電流がＬＥＤ２を通して通電され、アクチュエータ６は駆動され、可変シェード５はハイビーム配光に切り替えられることになる。

この実施形態２ではリレースイッチが不要であるのでアクチュエータ制御装置２０を小型化かつ低消費電力化することができる。特に、構成部品が抵抗、コンデンサ、ダイオード、ＦＥＴ等の電子部品のみであるので、アクチュエータ制御装置２０をアクチュエータ６とユニット化、モジュール化したときに小型化の効果が高められ、ランプへの装備が容易になるとともにランプの小型化が実現できる。また、この実施形態２においても、ＬＥＤ２の個体誤差によってＶｆにバラツキが生じていても、アクチュエータ６には所定の定電流が通電されるので、電流制御装置１０の出力電流にＶｆのバラツキに対応したマージンを確保する必要がなく、電流制御装置１０を必要最小限の消費電力で設計すればよいので省電力化が実現できるという効果が得られる。

さらに、この実施形態２でも、アクチュエータを備えるランプではアクチュエータ制御装置２０と一体のアクチュエータ６をランプに装備した上で電流制御装置１０を装備すればよく、アクチュエータを備えないランプでは電流制御装置１０のみを装備すればよく、いずれのランプにおいても同じ構成の電流制御装置１０を装備すればよいので、これらのランプにおける電流制御装置１０の共通化が実現できるという効果が得られることになる。

この実施形態２では、詳細についての説明は省略するが、実施形態１の図７，図８に示したと同様にアクチュエータ６と並列に抑制抵抗を接続し、あるいはアクチュエータ６を第１ソレノイドおよび第２ソレノイドで構成し、タイマ動作によりＯＮ，ＯＦＦするＦＥＴ２のようなスイッチ手段によって抑制抵抗やソレノイドの接続状態を切り替える回路を設けることにより、アクチュエータの保持電流を始動電流よりも低減して省電力化を図ることができる。

（実施形態２−１）
以上の実施形態ではアクチュエータ制御装置２０をアクチュエータ６とユニット化あるいはモジュール化した例を説明したが、実施形態２ではアクチュエータ制御装置２０を抵抗、コンデンサ、半導体装置等の電子素子部品のみで構成しているので、ＬＥＤ２や電流制御装置１０とユニット化あるいはモジュール化することも可能である。例えば、図１２は実施形態２の変形例１である実施形態２−１の回路図であり、アクチュエータ制御装置２０をＬＥＤ２とユニット化した回路図である。ここではＱ１，Ｑ２の各バイアス回路は図１１の構成と一部を変更しているが、同一部分に同一符号を付しているように実質的な構成、作用は同じである。すなわち、ディマースイッチＤＩＭがＯＦＦのときにはＱ１はＯＮ状態にあってアクチュエータ６を短絡し、アクチュエータ６は非駆動状態にある。ディマーススイッチＤＩＭがＯＮされるとＱ１がＯＦＦしてアクチュエータ６の短絡状態を解消し、アクチュエータ６を駆動させて可変シェード５を切り替えることが可能である。

この実施形態２−１では、電流制御装置１０の定電流によってアクチュエータ６を駆動するので、前記した各実施形態と同様にＬＥＤ２のＶｆのバラツキに伴う出力電流のマージンを解消して低消費電力が実現でき、前記した課題が解消できることは言うまでもない。また、ＬＥＤ２をユニット化したアクチュエータ制御装置１０とアクチュエータ６を一対のハーネスで接続するのみでよく、実施形態１のように電流制御装置１０とアクチュエータ制御装置２０とＬＥＤ２を接続するための各ハーネスの本数が多くなることはない。

（実施形態２−２）
あるいは、実施形態２のアクチュエータ制御装置を電流制御装置とユニット化あるいはモジュール化することも可能である。図１３は実施形態２の変形例２としての実施形態２−２の回路図であり、ここではアクチュエータ制御装置２０を電流制御装置１０およびＬＥＤ２とユニット化している。この実施形態２−２においてもＱ１，Ｑ２の各バイアス回路Ｒ２１，Ｒ２２，３，Ｒ２４，Ｒ２５，Ｄ９，Ｄ１０で構成しており、図１１の構成と一部を変更しているが実質的な構成、作用は同じである。したがって、ディマースイッチＤＩＭがＯＦＦのときにはＱ１はＯＮ状態にあってアクチュエータ６を短絡して非駆動状態にし、ディマーススイッチＤＩＭがＯＮされるとＱ１がＯＦＦしてアクチュエータ６の短絡状態を解消し、アクチュエータ６を駆動させて可変シェード５を切り替えることが可能である。

この実施形態２−２においても、ＬＥＤ２のＶｆのバラツキに伴う出力電流のマージンを解消して低消費電力が実現できる。また、ＬＥＤ２および電流制御装置１０をユニット化したアクチュエータ制御装置２０とアクチュエータ６を一対のハーネスで接続するのみでよく、実施形態１，２のように電流制御装置１０とアクチュエータ制御装置２０とＬＥＤ２を接続するための各ハーネスの本数を低減する上でも有利である。特に、この構成ではアクチュエータ６に接続するハーネスが断線された場合でもＬＥＤ２の発光を保持する一方でアクチュエータ６は初期状態に復帰されて可変シェード５をロービーム配光に戻すので、他車を眩惑するハイビーム配光に固定されることが回避されてフェイルセイフの点で有利になる。さらに、アクチュエータ制御装置２０を電流制御装置１０およびＬＥＤ２とユニット化しているので、ＬＥＤを光源とするランプにおいてはＬＥＤ２を装備すると同時に電流制御装置１０とアクチュエータ制御装置２０も装備されることになる。

（実施形態３）
以上の実施形態１，２では、ＬＥＤ２にアクチュエータ６を直列接続し、アクチュエータ６を短絡してＬＥＤ２のみに定電流を通流するロービーム配光での状態と、この短絡を解除してＬＥＤ２とアクチュエータ６に定電流を通流するハイビーム配光での状態とを切り替えている。実施形態３では、図１４に示すように、いわゆるトランスファー接点によりＬＥＤ２に対してアクチュエータ６を接続する状態と、接続しない状態を切替えるようにしたものである。ここでは、ＬＥＤ２に対してリレー接点７１とアクチュエータ６を直列に接続しているが、リレー接点７１においては常閉接点を接地に接続し、常開接点をアクチュエータ６に接続している。したがって、ディマースイッチＤＩＭがＯＦＦのときにはリレー接点７１は接地に接続されてＬＥＤ２にのみ通電されるが、ディマースイッチＤＩＭがＯＮされたときにリレー接点７１はアクチュエータ６に切り替えられ、ＬＥＤ２およびアクチュエータ６に通電されることになる。

この実施形態３においても実施形態１，２と同様に定電流をＬＥＤ２に通流する状態と、ＬＥＤ２およびアクチュエータ６に通流する状態を切り替えることができ、アクチュエータ駆動に際しての省電力化が実現できる。また、実施形態３においても、前記した電流低減手段や電流増加手段を備えるように構成してもよい。なお、この実施形態３では配光の切替え時にＬＥＤ３に通流する電流に瞬断が生じるが、リレー接点７１での切替えは瞬時であるのでＬＥＤ２の消灯も瞬時であり、ランプ照明として問題になることはない。

以上実施形態１，２，３において説明した本発明におけるアクチュエータ制御装置は、電流制御装置の出力電流をＬＥＤに通電することを阻害することなくディマースイッチの操作によってアクチュエータに通電する電流を制御する機能を有するものであればよく、実施形態１，２，３の構成に限定されるものではない。

実施形態では複数のＬＥＤまたはＬＥＤチップを一体化したＬＥＤとして構成されているが、光源としてのＬＥＤは単一のＬＥＤとして構成されていてもよい。また、複数のＬＥＤは直列接続されていてもよく並列接続されていてもよい。さらに、光源はＬＥＤ以外の半導体発光素子であってもよく、白熱バルブ等の電球であってもよい。

本発明のアクチュエータはロービーム配光とハイビーム配光を切り替えるための可変シェードを駆動するものに限られるものではなく、一の配光から他の配光に切り替える際に駆動される可変シェードを駆動するものであってもよい。また、本発明のアクチュエータは実施形態のように可変シェードを駆動するためのアクチュエータに限られるものではなく、ランプの配光を切り替えるためのアクチュエータ、例えばランプユニット内における光源の位置を移動するためのアクチュエータ、あるいはリフレクタを上下方向、左右方向に傾動させるためのアクチュエータ、さらにはこれら以外の配光を変化させたるための光学部材を移動するためのアクチュエータに対しても適用することが可能である。

本発明は光源から出射される光による配光を切り替えるためのソレノイド型のアクチュエータを備える車両用ランプに採用することができる。

１ランプベース
２光源（ＬＥＤ）
３リフレクタ
４照射レンズ
５可変シェード
６ソレノイド型のアクチュエータ
７メインリレースイッチ
８サブリレースイッチ
１０電流制御装置
２０アクチュエータ制御装置
５２シェード体
６０ソレノイド
６２アーマチュア
ＬＵランプユニット
ＬＣランプ制御装置
ＬＭＰランプスイッチ
ＤＩＭディマースイッチ

Claims

通電されて点灯する光源と、当該光源から照射される光の配光を制御するためのソレノイド型のアクチュエータと、前記光源の点灯と前記アクチュエータの駆動を制御するためのランプ制御装置を備える車両用ランプであって、前記ランプ制御装置は、定電流を出力する電流制御装置と、所要の信号に基づいて前記アクチュエータを前記光源に直列接続し、前記電流制御装置から出力される定電流を前記光源および前記アクチュエータに通電するアクチュエータ制御装置とを備えることを特徴とする車両用ランプ。
前記アクチュエータ制御装置は、前記光源のみを前記電流制御装置に接続する状態と、前記所要の信号が入力されたときに前記光源と前記アクチュエータを直列に前記電流制御装置に接続する状態とを切り替えるリレースイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータ制御装置は、前記所要の信号が入力されたときに前記アクチュエータを前記光源に直列接続した状態に切り替えるスイッチング回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータに前記定電流が通電されてから所定の時間の経過後に当該アクチュエータに通電する電流を低減させるための電流低減手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータに前記定電流が通電された始動初期に当該アクチュエータに通電する電流を増加させるための電流増加手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータ制御装置は、少なくとも前記電流制御装置および前記光源とは独立した構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータ制御装置は、前記アクチュエータと一体的に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータ制御装置は、前記電流制御装置又は前記光源の少なくとも一方と一体的に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用ランプ。
前記アクチュエータは通電されないときにランプをロービーム配光に制御し、通電されたときにハイビーム配光に制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の車両用ランプ。