JP2015110356A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子の発光量を一定に保つことのできる車両用灯具をコスト削減を図りつつ実現する。
【解決手段】本発明の車両用灯具は、車載バッテリに基づく電源電圧が入力される入力端子に対して直列に接続され、複数の発光素子が直列接続された発光部と、入力端子と発光部との間に直列に挿入された第一の電流制限抵抗と第二の電流制限抵抗との直列接続回路と、第一の電流制限抵抗と第二の電流制限抵抗のうち一方に並列接続された抵抗切替スイッチと、発光部における発光素子のうちの所要の発光素子に対して並列接続されたバイパススイッチと、少なくとも一つのバイパススイッチをオンさせたことに応じて抵抗切替スイッチをオフさせる制御回路とを備える。バイパススイッチがオンとされて発光部の消費電流が少なくなる場合に対応して駆動電流に対する抵抗値が上昇するため、発光素子の発光量を一定に保つことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バイパススイッチによって複数の発光素子のうちの所要の発光素子を独立して点消灯することが可能に構成された車両用灯具についての技術分野に関する。

特開２００９−３５１０５号公報

例えば発光ダイオードなどの半導体発光素子を複数備えた車両用灯具が知られている。このような車両用灯具には、複数の半導体発光素子のうち所要の発光素子を独立して発光駆動することが可能に構成されたものがある。例えば、上記特許文献１の図５には、半導体発光素子に対して並列に接続したバイパススイッチをオン／オフすることで各発光素子を独立して点消灯可能とした構成が開示されている。なお、特許文献１では、複数のバイパススイッチのうちの所要のバイパススイッチのみをＰＷＭ駆動することで、該ＰＷＭ駆動されるバイパススイッチの接続された発光素子とそれ以外の発光素子とを異なる駆動電流値（平均電流値）で駆動する点が開示されている。

ここで、上記のようにバイパススイッチを用いれば、複数の発光素子のうちの所要の発光素子を独立して点消灯することができる。例えば、３つの半導体発光素子が設けられているとして、そのうちの１つの半導体発光素子のみにバイパススイッチを設けたとすると、バイパススイッチをオンとした場合には当該バイパススイッチが接続された半導体発光素子のみを消灯状態、他の半導体発光素子を点灯状態とすることができ、バイパススイッチをオフとすれば３つの半導体発光素子の全てを点灯状態とすることができる。

しかしながら、バイパススイッチを用いて複数の半導体発光素子のうちの所要の半導体発光素子を独立して点消灯させる場合は、バイパススイッチのオン時とオフ時とで半導体発光素子の駆動電流値が異なってしまう。すなわち、バイパススイッチをオフとして全ての半導体発光素子を点灯させた状態での駆動電流値を基準とすると、バイパススイッチをオンとして所要の半導体発光素子のみを消灯させた場合は、駆動電流値が大きくなってしまう。この結果、バイパススイッチのオン／オフに応じて発光素子の発光量が異なるという問題が生じる。

このようなバイパススイッチのオン／オフに伴う駆動電流値の変化を防止するにあたっては、入力電圧に基づき発光素子への出力電圧を生成するＤＣ−ＤＣコンバータと、発光素子の駆動電流値を検出し、検出された駆動電流値が所定の基準値と一致するようにＤＣ−ＤＣコンバータが有するスイッチング素子のスイッチング動作を制御する（つまり駆動電流の定電流制御を行う）フィードバック制御回路とを設けた構成を採ればよいが、このような構成は回路部品点数の増加を招き、コスト削減を図る上で望ましくない。

そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子の発光量を一定に保つことのできる車両用灯具をコスト削減を図りつつ実現することを目的とする。

第１に、本発明に係る車両用灯具は、車載バッテリに基づく電源電圧が入力される入力端子に対して直列に接続され、複数の発光素子が直列接続された発光部と、前記入力端子と前記発光部との間に直列に挿入された第一の電流制限抵抗と第二の電流制限抵抗との直列接続回路と、前記第一の電流制限抵抗と前記第二の電流制限抵抗のうち一方に並列接続された抵抗切替スイッチと、前記発光部における前記発光素子のうちの所要の発光素子に対して並列接続されたバイパススイッチと、少なくとも一つの前記バイパススイッチをオンさせたことに応じて前記抵抗切替スイッチをオフさせる制御回路とを備えるものである。

これにより、バイパススイッチがオンとされて発光部の消費電流が少なくなる場合に対応して駆動電流に対する抵抗値が上昇する。

第２に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記発光部は、機能の異なる二種のランプの点灯を行う兼用の発光部とされ、前記発光素子を三つ有していると共に、三つの前記発光素子のうち一つが各機能のランプの点灯時に点灯する共用素子とされ、他の二つの発光素子がそれぞれ対応する一つの機能のランプの点灯時にのみ点灯される専用素子とされており、前記バイパススイッチとして、第一のバイパススイッチと第二のバイパススイッチを備え、前記第一のバイパススイッチが一方の前記専用素子に並列接続され、前記第二のバイパススイッチが他方の前記専用素子に並列接続されており、前記制御回路は、前記第一のバイパススイッチと前記第二のバイパススイッチを共にオンさせたことに応じて前記抵抗切替スイッチをオフさせることが望ましい。
このように発光部を機能の異なる二種のランプについての兼用発光部とし、共用素子以外の専用素子に対してそれぞれバイパススイッチを並列接続した構成としたことで、機能の異なる二種のランプの点消灯を独立して制御するにあたり、各機能のランプごとに独立して駆動電流を供給するための駆動回路を別々に設ける必要がない。また、第一のバイパススイッチと第二のバイパススイッチを共にオンさせたことに応じて抵抗切替スイッチをオフさせていることで、発光部の消費電流が少なくなる場合に対応して駆動電流に対する抵抗値を上昇させている。

第３に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記入力端子と前記発光部との間に直列に挿入された主スイッチを備え、前記制御回路は、温度の検出結果に基づき前記主スイッチをＰＷＭ駆動する温度ディレーティング部を有することが望ましい。
これにより、電源電圧に基づき発光部への出力電圧を生成するスイッチングレギュレータを省略した簡易な構成において、温度ディレーティングが実現される。

第４に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記制御回路は、前記機能の異なる二種のランプのうち一方のランプの点灯時に対応して電源電圧が供給される電源ラインの入力に基づいて前記一方のランプの前記専用素子に並列接続されたバイパススイッチと前記抵抗切替スイッチを制御することが望ましい。
これにより、一方のランプ側については、電源電圧とは別途に点消灯を指示するための制御信号を入力する必要がない。

第５に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記機能の異なる二種のランプは、一方がフォグランプ、他方がコーナリングランプとされ、前記発光素子が半導体発光素子とされていることが望ましい。
これにより、バイパススイッチのオン／オフによりフォグランプとコーナリングランプの点消灯を独立して制御可能とされた車両用灯具において、バイパススイッチのオンに応じて駆動電流に対する抵抗値を上昇させる制御が実現される。また、発光素子として例えば発光ダイオードなどの半導体発光素子が用いられることで、発光素子の実装サイズの縮小化に有利となる。

本発明によれば、バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子の発光量を一定に保つことのできる車両用灯具をコスト削減を図りつつ実現することができる。

実施の形態としての車両用灯具の回路構成を説明するための図である。 発光部の点灯モードと点灯される発光素子との対応関係を示した図である。 発光部の点灯モードと各スイッチのオン／オフ状態との対応関係を示した図である。 温度ディレーティング部における鋸歯状波信号、サーミスタ出力、コンパレータ出力の関係を温度ごとに示した図である。

以下、実施の形態としての車両用灯具１について添付図面を参照して説明する。
図１において、車両用灯具１は、電源入力端子Ｔｉ１、電源入力端子Ｔｉ２、グランド（ＧＮＤ）端子Ｔｇ、信号入力端子Ｔｉｓ、入力フィルタ２ｃ、入力フィルタ２ｆ、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、サージ保護回路３、基準電圧生成回路４、主スイッチＳＷ１、ツェナーダイオードＤＺ１、抵抗Ｒｇｓ１、コンデンサＣ５、第一制限抵抗５、第二制限抵抗６、抵抗切替スイッチＳＷ２、ツェナーダイオードＤＺ２、抵抗Ｒｇｓ２、コンデンサＣ６、発光部７、第一バイパススイッチＳＷ３、第二バイパススイッチＳＷ４、及び制御回路８を備えている。

ここで、車両用灯具１が有する発光部７は、機能の異なる二種のランプの点灯を行う兼用の発光部とされている。具体的には、コーナリングランプとフォグランプの点灯を行う。発光部７は、直列接続された複数の発光素子Ｌを有しており、発光素子Ｌとしては半導体発光素子、例えば発光ダイオードが用いられている。発光素子Ｌとしては発光素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の三つを有し、これらの発光素子Ｌ１〜Ｌ３によりコーナリングランプとフォグランプの点灯を行う。発光素子Ｌ１は、コーナリングランプの点灯時とフォグランプの点灯時とで共用される共用素子とされ、発光素子Ｌ２は、コーナリングランプの点灯時にのみ点灯するコーナリングランプ用の専用素子とされている。発光素子Ｌ３は、フォグランプの点灯時にのみ点灯するフォグランプ用の専用素子とされている。

図２は、発光部７の点灯モードごとに点灯される発光素子Ｌの別を示している。フォグランプの点灯時には発光素子Ｌ１と発光素子Ｌ３が点灯され、コーナリングランプの点灯時には発光素子Ｌ１と発光素子Ｌ２が点灯され、フォグランプとコーナリングランプの双方点灯時には発光素子Ｌ１〜Ｌ３の全てが点灯される。

図１に戻り、電源入力端子Ｔｉ１には、車両側より車載バッテリＢ（例えばＤＣ１２Ｖ）に基づく電源電圧としてコーナリング電源がスイッチＳＷＣを介して入力可能とされている。スイッチＳＷＣは、例えば車両側にて行われるヘッドランプの点灯／消灯操作に応じてオン／オフされる。すなわち、コーナリングランプの点消灯は、スイッチＳＷＣのオン／オフと必ずしも一致しない。本例の場合、車両用灯具１へのコーナリングランプの点灯／消灯（オン／オフ）の指示は、信号入力端子Ｔｉｓに対して車両側より別途に供給されるコーナリング信号によって行われる。
なお、以下の説明においては、夜間走行時等に対応してスイッチＳＷＣはオン状態にあることを前提とする。

電源入力端子Ｔｉ２には、車載バッテリＢに基づく電源電圧としてフォグ電源がスイッチＳＷＦを介して入力可能とされている。スイッチＳＷＦは、車両側にて行われるフォグランプの点灯／消灯操作に応じてオン／オフされる。本例の場合、フォグランプの点灯／消灯は、電源入力端子Ｔｉ２へのフォグ電源の入力／非入力、すなわちフォグランプの点灯／消灯操作に応じたスイッチＳＷＦのオン／オフに応じて切り替えられる。

グランド端子Ｔｇは、接地されている。

入力フィルタ２Ｃは、電源入力端子Ｔｉ１と接地点との間に挿入されたコンデンサＣ１とコンデンサＣ２との直列接続回路を有して構成され、コーナリング電源の入力ラインに生じるノイズの除去を行う。入力フィルタ２ｆは、電源入力端子Ｔｉ２と接地点との間に挿入されたコンデンサＣ３とコンデンサＣ４との直列接続回路を有して構成され、フォグ電源の入力ラインに生じるノイズの除去を行う。

電源入力端子Ｔｉ１とコンデンサＣ１の接続点に対してはダイオードＤ１のアノードが接続され、電源入力端子Ｔｉ２とコンデンサＣ３の接続点に対してはダイオードＤ２のアノードが接続されている。ダイオードＤ１のカソードはダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオードＤ２のアノードとの接続点にはダイオードＤ３のアノードが接続され、ダイオードＤ３のカソードは制御回路８に接続されている。

サージ保護回路３は、ダイオードＤ１とダイオードＤ２のカソード同士の接続点に接続され、コーナリング電源又はフォグ電源としてサージ電圧が入力された場合の保護動作を行う。
基準電圧生成回路４は、サージ保護回路３の出力電圧に基づいて所定レベルの基準電圧（例えば１０Ｖ）を生成する。図示は省略したが、基準電圧は、車両用灯具１内の必要各部に供給されている。

主スイッチＳＷ１は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）で構成され、コーナリング電源又はフォグ電源に基づく入力電圧が発光部７に印加される状態と非印加とされる状態との間で切り替えを行うために設けられている。本例において、主スイッチＳＷ１はｐ型ＭＯＳＦＥＴで構成され、ソースがサージ保護回路３を介して前述したダイオードＤ１とダイオードＤ２のカソード同士の接続点に接続され、ドレインが第一制限抵抗５の一端に接続されている。主スイッチＳＷ１のゲートは制御回路８に接続されており、これにより主スイッチＳＷ１のオン／オフが制御回路８により制御可能とされている。

主スイッチＳＷ１のゲート−ソース間にはツェナーダイオードＤＺ１、コンデンサＣ５及び抵抗Ｒｇｓ１が並列接続されて成る並列接続回路が挿入されている。ツェナーダイオードＤＺ１は、カソードが主スイッチＳＷ１のソースに接続され、アノードが主スイッチＳＷ１のゲートに接続されている。

第一制限抵抗５及び第二制限抵抗６は共に電流制限抵抗とされ、主スイッチＳＷ１と発光部７との間に直列に挿入されている。第一制限抵抗５に対しては、抵抗切替スイッチＳＷ２が並列接続されている。抵抗切替スイッチＳＷ２はｐ型ＭＯＳＦＥＴで構成され、ソースが第一制限抵抗５の一端と主スイッチＳＷ１のドレインとの接続点に接続され、ドレインが第一制限抵抗５の他端と第二制限抵抗６の一端との接続点に接続されている。抵抗切替スイッチＳＷ２のゲートは制御回路８に接続されており、これにより抵抗切替スイッチＳＷ２としてもそのオン／オフが制御回路８により制御可能とされている。

抵抗切替スイッチＳＷ２のゲート−ソース間にはツェナーダイオードＤＺ２、コンデンサＣ６及び抵抗Ｒｇｓ２が並列接続されて成る並列接続回路が挿入されている。ツェナーダイオードＤＺ２は、カソードが抵抗切替スイッチＳＷ２のソースに接続され、アノードが抵抗切替スイッチＳＷ２のゲートに接続されている。

発光部７は、第二制限抵抗６の他端とグランドとの間に直列に挿入されている。発光部７が有する発光素子Ｌ１〜Ｌ３は、第二制限抵抗６の他端側からＬ１→Ｌ２→Ｌ３の順で接続されている。発光素子Ｌ１〜Ｌ３は、車両用灯具１が車両に取り付けられた際に車幅方向に並ぶように配列されており、発光素子Ｌ２は車両の左右中心から見て最も外側に位置し、発光素子Ｌ３が最も中心寄りに位置している。

コーナリングランプの専用素子とされた発光素子Ｌ２に対しては、第一バイパススイッチＳＷ３が並列接続されており、フォグランプの専用素子とされた発光素子Ｌ３に対しては第二バイパススイッチＳＷ４が並列接続されている。第一バイパススイッチＳＷ３、第二バイパススイッチＳＷ４は共にｎ型ＭＯＳＦＥＴが用いられている。第一バイパススイッチＳＷ３のドレインは発光素子Ｌ１のカソードと発光素子Ｌ２のアノードとの接続点に対して接続され、ソースは発光素子Ｌ２のカソードと発光素子Ｌ３のアノードとの接続点に接続されると共に、第二バイパススイッチＳＷ４のドレインに接続されている。第二バイパススイッチＳＷ４のソースは発光素子Ｌ３のカソードに接続されている。
第一バイパススイッチＳＷ３、第二バイパススイッチＳＷ４のゲートは共に制御回路８に接続され、これら第一バイパススイッチＳＷ３、第二バイパススイッチＳＷ４はそのオン／オフが制御回路８により制御可能とされている。

制御回路８は、信号入力端子Ｔｉｓを介して入力されるコーナリング信号のオン／オフに応じてコーナリングランプを点灯／消灯されるべく、主スイッチＳＷ１及び第一バイパススイッチＳＷ３のオン／オフ制御を行うための構成を有している。具体的には、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ７、抵抗Ｒ２、スイッチＳＣＬ、コンデンサＣ８、スイッチＳＭＣ、スイッチＳＣＬ、抵抗Ｒ３、ツェナーダイオードＤＺ３、及びコンデンサＣ９である。
スイッチＳＣＬは、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成され、ベースが信号入力端子Ｔｉｓに接続されている。信号入力端子ＴｉｓとスイッチＳＣＬのベースとの接続点は抵抗Ｒ１を介して車載バッテリＢのプラス電圧（図中「＋Ｂ」：以下単に「バッテリ電圧」と表記）に対して接続されている。また、信号入力端子ＴｉｓとスイッチＳＣＬのベースとの接続点とグランドとの間にはコンデンサＣ７が挿入されている。スイッチＳＣＬのコレクタは、抵抗Ｒ２を介してバッテリ電圧に対して接続され、エミッタはグランドに接続されている。

スイッチＳＭＣは、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成され、ベースがスイッチＳＣＬのコレクタに接続されている。これらスイッチＳＭＣのベースとスイッチＳＣＬのコレクタとの接続点はコンデンサＣ８を介してグランドに接続されている。スイッチＳＭＣのコレクタは主スイッチＳＷ１のゲートに接続され、エミッタはグランドに接続されている。

スイッチＳＬＣは、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成され、ベースがスイッチＳＣＬのコレクタとスイッチＳＭＣのベースとの接続点に接続されている。スイッチＳＣＬのエミッタはグランドに接続され、コレクタは第一バイパススイッチＳＷ３のゲートに対して接続されている。また、スイッチＳＬＣのコレクタは、抵抗Ｒ３を介してバッテリ電圧に接続されている。抵抗Ｒ３とグランドとの間にはツェナーダイオードＤＺ３が挿入されている。ツェナーダイオードＤＺ３は、カソードが抵抗Ｒ３に接続され、アノードがグランドに接続されている。
抵抗Ｒ３とツェナーダイオードＤＺ３のカソードとの接続点と第一バイパススイッチＳＷ３のゲートとの接続点は、コンデンサＣ９を介してグランドに接続されている。

ここで、本例の場合、コーナリング信号は、コーナリングランプの消灯指示時にはオープン、点灯指示時にはＬｏｗ（ＧＮＤ）に切り替えられる。消灯指示時に対応してコーナリング信号がオープンとされたときは、抵抗Ｒ１を介してバッテリ電圧に基づく電流がスイッチＳＣＬにベースに流されるため、スイッチＳＣＬがオン状態となる。スイッチＳＣＬがオンの状態では、バッテリ電圧に基づく電流が抵抗Ｒ２→スイッチＳＣＬのコレクタ−エミッタ間を介してグランドに流れるため、スイッチＳＭＣにベース電流が供給されずスイッチＳＭＣはオフ状態となる。スイッチＳＭＣがオフの状態では、主スイッチＳＷ１にゲート電圧が印加されず、主スイッチＳＷ１はオフ状態となる。すなわち、発光部７に対して駆動電流が流れず、コーナリングランプに対応した発光素子Ｌ１及びＬ２が消灯状態となる。
なお、フォグ電源がオン（スイッチＳＷＦがオン）のときは、後述するスイッチＳＭＦがオンとなるため、上記のようにスイッチＳＭＣがオフの状態でも（つまりコーナリングランプ側は消灯指示であっても）主スイッチＳＷ１はオン状態となる。このようにフォグランプの点灯指示時に対応して主スイッチＳＷ１がオンされているときは、以下で説明する第一バイパススイッチＳＷ３のオン制御によってコーナリングランプの消灯状態が実現される。

具体的に、コーナリング信号がオープンである場合に対応して上記のようにスイッチＳＣＬがオンとされた状態では、スイッチＳＬＣに対してもベース電流が流されないため、スイッチＳＬＣもオフ状態となる。スイッチＳＬＣがオフの状態では抵抗Ｒ３を介して接続されたバッテリ電圧に基づきコンデンサＣ９がチャージされ、該チャージ電圧に基づいて第一バイパススイッチＳＷ３にゲート電圧が印加され、第一バイパススイッチＳＷ３がオン状態となる。この結果、仮にフォグランプ点灯指示に応じて主スイッチＳＷ１がオン状態であっても、駆動電流が第一バイパススイッチＳＷ３を介してバイパスされることで、発光素子Ｌ２は消灯状態となる。すなわち、コーナリングランプは消灯状態である。

一方、コーナリングランプの点灯指示時に対応してコーナリング信号がＬｏｗとなったときは、スイッチＳＣＬがオフ状態となり、抵抗Ｒ２を介してスイッチＳＭＣのベースにバッテリ電圧に基づく電流が流れてスイッチＳＭＣがオン状態となる。スイッチＳＭＣがオンすることで、主スイッチＳＷ１にゲート電圧が印加され、主スイッチＳＷ１がオンとなる。

また、上記のようにスイッチＳＣＬがオフとされた場合は、スイッチＳＬＣにも抵抗Ｒ２を介してベース電流が流されスイッチＳＬＣがオン状態となり、バッテリ電圧に基づく電流が抵抗Ｒ３→スイッチＳＬＣのコレクタ−エミッタを介して流れる。このため、コンデンサＣ９がチャージされず、第一バイパススイッチＳＷ３にゲート電圧が印加されない。すなわち、第一バイパススイッチＳＷ３はオフ状態となる。

このようにコーナリングランプの点灯指示時には、主スイッチＳＷ１がオン、第一バイパススイッチＳＷ３がオフとされることで、発光部７に対して駆動電流が供給されると共に、駆動電流は第一バイパススイッチＳＷ３を介してバイパスされない。よって、コーナリングランプに対応した発光素子Ｌ１と発光素子Ｌ２が点灯状態となる。

また、制御回路８には、電源入力端子Ｔｉ２に与えられるフォグ電源のオン／オフに応じてフォグランプを点灯／消灯させるために主スイッチＳＷ１及び第二バイパススイッチＳＷ４のオン／オフ制御を行うための構成が設けられている。すなわち、抵抗Ｒ４、コンデンサＣ１０、スイッチＳＭＦ、スイッチＳＬＦ、抵抗Ｒ５、ツェナーダイオードＤＺ４、及びコンデンサＣ１１である。

スイッチＳＭＦは、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成され、ベースが抵抗Ｒ４を介して前述したダイオードＤ３のカソードに接続されている。スイッチＳＭＦのエミッタはグランドに接続され、コレクタは主スイッチＳＷ１のゲートに接続されている。
スイッチＳＦＭのベースとグランドとの間にはコンデンサＣ１０が挿入されている。

スイッチＳＬＦは、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成され、ベースがスイッチＳＦＭのベースとコンデンサＣ１０との接続点に接続されている。スイッチＳＬＦのエミッタはグランドに接続され、コレクタは第二バイパススイッチＳＷ４のゲートに対して接続されている。
また、スイッチＳＬＦのコレクタは、抵抗Ｒ５を介してバッテリ電圧に接続されている。抵抗Ｒ５とグランドとの間にはツェナーダイオードＤＺ４が挿入されている。ツェナーダイオードＤＺ４は、カソードが抵抗Ｒ５と接続され、アノードがグランドに接続されている。抵抗Ｒ５とツェナーダイオードＤＺ４のカソードとの接続点と第二バイパススイッチＳＷ３のゲートとの接続点は、コンデンサＣ１１を介してグランドに接続されている。

前述のようにフォグ電源は、フォグランプの点灯／消灯操作に応じたスイッチＳＷＦのオン／オフに応じてオン／オフされる。フォグランプの消灯操作に応じてスイッチＳＷＦがオフとされているときは、スイッチＳＭＦはオフ状態であり、主スイッチＳＷ１にゲート電圧が印加されない。従って、コーナリングランプ側も消灯状態であれば（つまり前述したスイッチＳＭＣ側もオフであれば）、スイッチＳＷ１はオフ状態とされ、フォグランプに対応した発光素子Ｌ１と発光素子Ｌ３は消灯状態となる。

また、スイッチＳＷＦがオフであると、スイッチＳＬＦもオフ状態となる。これによると、コンデンサＣ１１は、抵抗Ｒ５を介して接続されたバッテリ電圧に基づきチャージされ、第二バイパススイッチＳＷ４にコンデンサＣ１１のチャージ電圧に基づくゲート電圧が印加される。従って、第二バイパススイッチＳＷ４がオン状態となり、コーナリングランプ側の制御で主スイッチＳＷ１がオンとされていても駆動電流は第二バイパススイッチＳＷ４を介してバイパスされるため、発光素子Ｌ３は消灯状態となる。すなわち、フォグランプは消灯状態となる。

一方、フォグ電源がオンとされたときは、スイッチＳＭＦ及びスイッチＳＬＦは共にオンとなる。スイッチＳＭＦがオンとなることで主スイッチＳＷ１がオンされ、発光部７に駆動電流が流れる。
また、スイッチＳＬＦがオンとなることでバッテリ電圧に基づく電流が抵抗Ｒ５→スイッチＳＬＦのコレクタ−エミッタを介して流れるため、コンデンサＣ１１がチャージされず、従って第二バイパススイッチＳＷ４はオフ状態となる。すなわち、駆動電流は第二バイパススイッチＳＷ４を介してバイパスされず、発光素子Ｌ３を流れる。
この結果、フォグ電源がオンとされたときは、フォグランプに対応した発光素子Ｌ１と発光素子Ｌ３が点灯状態となる。

ここで、上記のように本実施の形態では、発光部７における所要の発光素子Ｌに並列接続したバイパススイッチをオン／オフさせることでバイパススイッチが接続された発光素子Ｌを独立してオン／オフする構成を採っているが、このような構成を採った場合には、前述のようにバイパススイッチのオン時とオフ時とで発光部７の駆動電流の電流値が変化し、発光素子Ｌの発光量がバイパススイッチのオン時とオフ時とで異なってしまう。
本例の場合、コーナリングランプ単体の点灯時、フォグランプ単体の点灯時における発光素子Ｌの点灯数は共に「２」で同数であり、コーナリングランプとフォグランプの両点灯時には発光素子Ｌの点灯数は「３」である。従って、コーナリングランプ又はフォグランプの単体点灯時と、コーナリングランプ及びフォグランプの両点灯時とで上記のような発光量の差が生じることになる。

上記の問題点に鑑み、本実施の形態では、駆動電流についての電流制限抵抗として第一制限抵抗５と第二制限抵抗６とを設け、第一制限抵抗５に対して抵抗切替スイッチＳＷ２を並列接続し、抵抗切替スイッチＳＷ２をバイパススイッチのオン／オフ切り替えに同期させてオン／オフする。

制御回路８には、上記のような抵抗切替スイッチＳＷ２のオン／オフ切り替えを行うために、スイッチＳＲＣとスイッチＳＲＦが設けられている。これらスイッチＳＲＣ及びスイッチＳＲＦは、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタで構成され、スイッチＳＲＦのコレクタは抵抗切替スイッチＳＷ２のゲートに接続され、エミッタはスイッチＳＲＣのコレクタに接続されている。スイッチＳＲＣのエミッタはグランドに接続されている。

スイッチＳＲＣのベースは前述したスイッチＳＭＣのベースとコンデンサＣ８との接続点に接続されている。また、スイッチＳＲＦのベースは前述したスイッチＳＭＦのベースとコンデンサＣ１０との接続点に接続されている。

ここで、上記構成によると、スイッチＳＲＣとスイッチＳＲＦの双方がオンとされなければ抵抗切替スイッチＳＷ２にゲート電圧が印加されない。すなわち、抵抗切替スイッチＳＷ２がオンとなるのは、スイッチＳＲＣとスイッチＳＲＦの双方がオンとされたときである。
スイッチＳＲＣがオンとなるのは、コーナリング信号がＬｏｗ（点灯指示）とされ前述したスイッチＳＣＬがオフとされてスイッチＳＭＣに抵抗Ｒ２を介して接続されたバッテリ電圧に基づくベース電流が流されたときである。また、スイッチＳＲＦがオンとなるのは、スイッチＳＷＦがオンとされてスイッチＳＲＦにフォグ電源に基づくベース電流が流されたときである。すなわち、スイッチＳＲＣとスイッチＳＲＦの双方がオンとなるのは、コーナリングランプとフォグランプの双方が点灯指示されたときである。
スイッチＳＲＣとスイッチＳＲＦの双方がオンとなり抵抗切替スイッチＳＷ２がオンされると、主スイッチＳＷ１側から流れる電流が抵抗切替スイッチＳＷ２を介してバイパスされるため、電流制限抵抗として第二制限抵抗６のみが有効となる。

一方、コーナリングランプ又はフォグランプの何れかが消灯指示されたとき、すなわちコーナリング信号がオープン又はスイッチＳＷＦがオフとされたときは、スイッチＳＲＣ又はスイッチＳＲＦの何れかがオフとなるため、抵抗切替スイッチＳＷ２はオフとなる。これにより、主スイッチＳＷ１側から流れる電流は第一制限抵抗５を介して第二制限抵抗６に流れるため、電流制限抵抗として第一制限抵抗５及び第二制限抵抗６が有効となる。すなわち、駆動電流に対する抵抗値はコーナリングランプ及びフォグランプの両点灯時よりも上昇する。

上記のような抵抗値切り替えが行われることで、発光素子Ｌ２や発光素子Ｌ３に並列接続されたバイパススイッチのオン／オフに伴って駆動電流の電流値が変化してしまうことの防止が図られる。

確認のため、図３に発光部７の各点灯モードに対応した主スイッチＳＷ１、抵抗切替スイッチＳＷ２、第一バイパススイッチＳＷ３、第二バイパススイッチＳＷ４のオン／オフ制御状態をまとめておく。図のようにコーナリングランプとフォグランプの双方が消灯状態となる全消灯時には、主スイッチＳＷ１、抵抗切替スイッチＳＷ２、第一バイパススイッチＳＷ３、第二バイパススイッチＳＷ４の全てがオフとなる。フォグランプのみの点灯時には、主スイッチＳＷ１と第一バイパススイッチＳＷ３のみがオン、それ以外のスイッチＳＷはオフとなり、コーナリングランプのみの点灯時には主スイッチＳＷ１と第二バイパススイッチＳＷ４のみがオン、それ以外のスイッチＳＷはオフとなる。フォグランプとコーナリングランプの両点灯時には主スイッチＳＷ１と抵抗切替スイッチＳＷ２がオン、第一バイパススイッチＳＷ３と第二バイパススイッチＳＷ４はオフとなる。

ここで、本例の制御回路８には、上記した駆動電流値の変化を防止するための構成に加えて、温度ディレーティング部９とバッテリ異常検出回路１０も有している。
温度ディレーティング部９は、サーミスタ９ａ、鋸歯状波生成回路９ｂ、コンパレータ９ｃ、コンデンサＣｄ、及びスイッチＳＤを有しており、サーミスタ９ａによる温度検出結果に基づき主スイッチＳＷ１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動することで、温度ディレーティングを実現する。温度ディレーティング部９において、コンパレータ９ｃのプラス端子にはサーミスタ９ａによる温度検出信号が入力され、マイナス端子には鋸歯状波生成回路９ｂが生成した一定周波数による鋸歯状波信号が入力される。

図４は、サーミスタ９ａから出力される温度検出信号（図中「サーミスタ出力」）と鋸歯状波生成回路９ｂが生成する鋸歯状波信号とコンパレータ９ｃの出力信号との関係を例示している。図４の上段は温度が比較的低い状態、中段は上段の場合よりも温度が上昇した状態、下段は中段の場合よりもさらに温度が上昇した状態を例示している。本例の場合、サーミスタ９ａは温度上昇に応じて温度検出信号のレベルを低下させる。従って、図のように温度が上昇するにしたがってコンパレータ９ｃの出力信号のＨｉｇｈレベルの期間は減少し、逆にＬｏｗレベルの期間は増加していく。

図１に戻り、スイッチＳＤは、例えばＰＮＰ型のバイポーラトランジスタで構成され、ベースがコンパレータ９ｃの出力端子と接続されている。また、スイッチＳＤのベースはサージ保護回路３と基準電圧生成回路４との接続点にも接続されている。さらに、スイッチＳＤのベースはコンデンサＣｄを介してグランドにも接続されている。
スイッチＳＤのエミッタは主スイッチＳＷ１のソースに接続され、コレクタは主スイッチＳＷ１のゲートに接続されている。

コンパレータ９ｃの出力信号がＬｏｗレベルのとき、スイッチＳＤはオンとなり、これにより主スイッチＳＷ１のゲート−ソース間がショートされるため、主スイッチＳＷ１は強制的にオフされる。すなわち、上述したコーナリング信号やフォグ電源に基づく主スイッチＳＷ１の制御に関わらず、主スイッチＳＷ１はオフされる。
一方、コンパレータ９ｃの出力信号がＨｉｇｈレベルのときは、スイッチＳＤがオフとされるため、コーナリング信号やフォグ電源に基づいた制御により主スイッチＳＷ１がオンとされていれば、主スイッチＳＷ１はオン状態を維持する。

上述のようにコンパレータ９ｃの出力信号は温度の上昇に応じてＬｏｗレベルの期間が増加するため、温度の上昇に伴いスイッチＳＤのオンデューティが増加し、これに伴い主スイッチＳＷ１のオンデューティは減少する。すなわち、温度上昇に伴い駆動電流の平均電流値が抑制される。これにより、温度上昇に伴う発光素子Ｌ１〜Ｌ３の寿命低下や素子破壊を防止するための温度ディレーティングが実現される。

また、制御回路８において、バッテリ異常検出回路１０は、バッテリ電圧の電圧値を検出し、検出した電圧値が所定範囲外の値である場合にスイッチＳＤを強制的にオンさせる。すなわち、主スイッチＳＷ１を強制的にオフさせる。
これにより、車載バッテリに基づく車両用灯具１への入力電圧が異常に高い場合、及び異常に低い場合の双方に対応して発光部７を強制的にオフさせることができ、入力電圧の異常に伴う回路破壊や寿命低下の防止を図ることができる。

以上で説明したように、本実施の形態の車両用灯具１は、車載バッテリＢに基づく電源電圧が入力される入力端子（電源入力端子Ｔｉ１及びＴｉ２）に対して直列に接続され、複数の発光素子Ｌ１〜Ｌ３が直列接続された発光部７と、入力端子と発光部７との間に直列に挿入された第一制限抵抗５と第二制限抵抗６との直列接続回路と、第一制限抵抗５と第二制限抵抗６のうち一方に並列接続された抵抗切替スイッチＳＷ２と、発光部７における発光素子Ｌ１〜Ｌ３のうちの所要の発光素子Ｌに対して並列接続されたバイパススイッチ（第一バイパススイッチＳＷ３及び第二バイパススイッチＳＷ４）とを備えている。さらに、少なくとも一つのバイパススイッチをオンさせたことに応じて抵抗切替スイッチＳＷ２をオフさせる制御回路８を備えている。

これにより、バイパススイッチがオンとされて発光部７の消費電流が少なくなる場合に対応して駆動電流に対する抵抗値が上昇する。
従って、バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子Ｌの発光量を一定に保つことができる。
本実施の形態では、このように発光素子Ｌの発光量を一定に保つにあたり、バイパススイッチのオン／オフ切り替えに応じて駆動電流に対する電流制限抵抗の抵抗値を切り替える構成を採っているため、駆動電流の定電流制御を行うためのＤＣ−ＤＣコンバータやフィードバック制御回路を備える必要がない。このため、本実施の形態によれば、バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子Ｌの発光量を一定に保つことのできる車両用灯具をコスト削減を図りつつ実現することができる。

また、本実施の形態の車両用灯具１においては、発光部７は、機能の異なる二種のランプの点灯を行う兼用の発光部７とされ、発光素子Ｌを三つ有していると共に、三つの発光素子Ｌのうち一つが各機能のランプの点灯時に点灯する共用素子とされ、他の二つの発光素子Ｌがそれぞれ対応する一つの機能のランプの点灯時にのみ点灯される専用素子とされている。そして、バイパススイッチとして、第一バイパススイッチＳＷ３と第二バイパススイッチＳＷ４を備え、第一バイパススイッチＳＷ３が一方の専用素子（発光素子Ｌ２）に並列接続され、第二バイパススイッチＳＷ４が他方の専用素子（発光素子Ｌ３）に並列接続されている。さらに、制御回路８は、第一バイパススイッチＳＷ３と第二バイパススイッチＳＷ４を共にオンさせたことに応じて抵抗切替スイッチＳＷ２をオフさせている。
このように発光部７を機能の異なる二種のランプについての兼用発光部とし、共用素子以外の専用素子に対してそれぞれバイパススイッチを並列接続した構成としたことで、機能の異なる二種のランプの点消灯を独立して制御するにあたり、各機能のランプごとに駆動電流を独立して供給するための駆動回路を別々に設ける必要がない。従って、回路構成の簡略化が図られ、コスト削減を図ることができる。
また、第一バイパススイッチＳＷ３と第二バイパススイッチＳＷ４を共にオンさせたことに応じて抵抗切替スイッチをオフさせていることで、発光部７の消費電流が少なくなる場合に対応して駆動電流に対する抵抗値を上昇させている。従って、バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子Ｌの発光量を一定に保つことができる。

さらに、本実施の形態の車両用灯具１は、入力端子と発光部７との間に直列に挿入された主スイッチＳＷ１を備え、制御回路８は、温度の検出結果に基づき主スイッチＳＷ１をＰＷＭ駆動する温度ディレーティング部９を有している。
これにより、電源電圧に基づき発光部７への出力電圧を生成するスイッチングレギュレータを省略した簡易な構成において、温度ディレーティングが実現される。
ここで、電源電圧に基づき発光部７を駆動するにあたっては、例えば先の特許文献１に記載されるようなスイッチングレギュレータ（１４）を設けた構成とすることも考えられ、その場合にはスイッチングレギュレータのスイッチング動作を制御して温度ディレーティングを実現するのが一般的である。しかしながら、スイッチングレギュレータは部品点数が比較的多いため、回路構成が複雑化してコストアップを招く。
これに対し、本実施の形態によれば、スイッチングレギュレータを設けずとも入力端子と発光部７との間に直列に挿入した主スイッチＳＷ１をＰＷＭ駆動することで温度ディレーティングが実現されるため、温度ディレーティングを実現するための回路構成を簡略化でき、コスト削減を図ることができる。

さらにまた、本実施の形態の車両用灯具１においては、制御回路８は、機能の異なる二種のランプのうち一方のランプの点灯時に対応して電源電圧が供給される電源ライン（フォグ電源の入力ライン）の入力に基づいて前記一方のランプの専用素子に並列接続されたバイパススイッチ（第二バイパススイッチＳＷ４）と抵抗切替スイッチＳＷ２を制御している。
これにより、一方のランプ側については、例えばコーナリングランプ側のように電源電圧とは別途に点消灯を指示するための制御信号を入力する必要がない。
従って、一方のランプ側については、専用素子の点消灯制御を行うための入力ライン数を削減できる。
また一方で、車両側で専用素子のオン／オフを指示するための信号を別途に生成せずに済むため、車両側の回路構成の簡略化が図られ、コスト削減を図ることができる。

加えて、本実施の形態の車両用灯具１においては、機能の異なる二種のランプは、一方がフォグランプ、他方がコーナリングランプとされ、発光素子Ｌ１〜Ｌ３が半導体発光素子とされている。
これにより、バイパススイッチのオン／オフによりフォグランプとコーナリングランプの点消灯を独立して制御可能とされた車両用灯具において、バイパススイッチのオンに応じて駆動電流に対する抵抗値を上昇させる制御が実現される。また、発光素子Ｌとして例えば発光ダイオードなどの半導体発光素子が用いられることで、発光素子Ｌの実装サイズの縮小化に有利となる。
従って、フォグランプとコーナリングランプの点消灯を独立して制御可能とされた車両用灯具において、バイパススイッチのオン／オフに関わらず発光素子Ｌの発光量を一定に保つことができると共に、車両用灯具の設計自由度の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記により説明した具体例に限定されるものではない。例えば、上記では、発光部７が機能の異なる二つのランプについての兼用発光部とされた場合を例示したが、本発明は、発光部７が有する発光素子Ｌのうちの所要の発光素子Ｌにバイパススイッチを並列接続し、当該バイパススイッチが並列接続された発光素子Ｌの点消灯を独立して制御可能に構成された車両用灯具に広く適用可能である。

また、上記では、発光素子Ｌとして半導体発光素子を用いる場合を例示したが、本発明における発光素子は半導体発光素子に限定されるものではない。さらに、発光部７が有する発光素子Ｌの数は例示した三つに限定されるものではなく、二つ或いは四つ以上とすることもできる。

また、上記では、バイパススイッチのオン／オフに応じて駆動電流値が二段階に切り替わる虞のある場合に対応させて、電流制限抵抗を二つ設け、そのうちの一方に抵抗切替スイッチを並列接続し、当該抵抗切替スイッチをバイパススイッチのオン／オフ切り替えに応じてオン／オフする構成を例示したが、例えば発光部７が有する発光素子Ｌの数やバイパススイッチの個数等によりバイパススイッチのオン／オフに応じて駆動電流値が三段階以上に切り替わる虞のある場合には、電流制限抵抗を三つ以上設け、それらのうち二つ以上の電流制限抵抗にそれぞれ抵抗切替スイッチを並列接続し、それらの抵抗切替スイッチをバイパススイッチのオン／オフ切り替えに同期してオン／オフする構成を採ればよい。このとき、抵抗切替スイッチのオン／オフ制御は、オンさせるバイパススイッチの数が増えるごとにオフさせる抵抗切替スイッチの数を増加させるように行う。

１…車両用灯具、Ｔｉ１,Ｔｉ２…電源入力端子、ＳＷ１…主スイッチ、ＳＷ２…抵抗切替スイッチ、ＳＷ３…第一バイパススイッチ、ＳＷ４…第二バイパススイッチ、５…第一制限抵抗、６…第二制限抵抗、７…発光部、Ｌ１〜Ｌ３…発光素子、８…制御回路、９…温度ディレーティング部

Claims (5)

1. 車載バッテリに基づく電源電圧が入力される入力端子に対して直列に接続され、複数の発光素子が直列接続された発光部と、
   前記入力端子と前記発光部との間に直列に挿入された第一の電流制限抵抗と第二の電流制限抵抗との直列接続回路と、
   前記第一の電流制限抵抗と前記第二の電流制限抵抗のうち一方に並列接続された抵抗切替スイッチと、
   前記発光部における前記発光素子のうちの所要の発光素子に対して並列接続されたバイパススイッチと、
   少なくとも一つの前記バイパススイッチをオンさせたことに応じて前記抵抗切替スイッチをオフさせる制御回路とを備える
   車両用灯具。
2. 前記発光部は、機能の異なる二種のランプの点灯を行う兼用の発光部とされ、前記発光素子を三つ有していると共に、三つの前記発光素子のうち一つが各機能のランプの点灯時に点灯する共用素子とされ、他の二つの発光素子がそれぞれ対応する一つの機能のランプの点灯時にのみ点灯される専用素子とされており、
   前記バイパススイッチとして、第一のバイパススイッチと第二のバイパススイッチの二つを備え、前記第一のバイパススイッチが一方の前記専用素子に並列接続され、前記第二のバイパススイッチが他方の前記専用素子に並列接続されており、
   前記制御回路は、
   前記第一のバイパススイッチと前記第二のバイパススイッチを共にオンさせたことに応じて前記抵抗切替スイッチをオフさせる
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記入力端子と前記発光部との間に直列に挿入された主スイッチを備え、
   前記制御回路は、
   温度の検出結果に基づき前記主スイッチをＰＷＭ駆動する温度ディレーティング部を有する
   請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記制御回路は、
   前記機能の異なる二種のランプのうち一方のランプの点灯時に対応して電源電圧が供給される電源ラインの入力に基づいて前記一方のランプの前記専用素子に並列接続されたバイパススイッチと前記抵抗切替スイッチを制御する
   請求項２又は請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記機能の異なる二種のランプは、一方がフォグランプ、他方がコーナリングランプとされ、
   前記発光素子が半導体発光素子とされている
   請求項２乃至請求項４の何れかに記載の車両用灯具。

Images