JP2015110357A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子と並列にバイパス回路を設けた構成においてバイパス回路側の異常に的確に対応できるようにする。【解決手段】直列接続された複数の発光素子のうちの少なくとも一部の発光素子に並列に接続され、バイパス制御信号に応じて発光素子を消灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の形成又は遮断を行う１又は複数のバイパス部を設けるとともに、バイパス部が正常状態か異常状態かを示す状態信号を生成する異常検出部とを設ける。この状態信号としてバイパス部が異常であることを示す信号が生成された場合、光源用電源部からの発光駆動電流が低減又は供給停止する。【選択図】図２

Description

本発明は、直列接続された複数の発光素子を有する車両用灯具に関する。

特開２０１３−１０９９３９号公報 特開２０１１−１９２８６５号公報

例えば車両用前照灯などの車両用灯具においてはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体光源としての発光素子や、フィラメント電球等の発光素子が用いられている。
上記特許文献１にはＬＥＤに断線、短絡、地絡などのなんらかの異常が発生した場合にそれを検出する機能について開示されている。
上記特許文献２には、直列接続された複数のＬＥＤのそれぞれに対してバイパス回路を設け、バイパス経路をオンすることでＬＥＤを消灯させる回路が開示されている。

ところで、ＬＥＤ等の発光素子と並列に電流の迂回経路としてのバイパス回路を構成した場合、バイパス経路に並列のＬＥＤを消灯させることができるため、直列接続された複数のＬＥＤの一部を消灯する動作を容易に実現できる。但し換言すれば、バイパス回路が正常に動作しなければ消灯ができないこととなる。
例えば車両前照灯に適用することを考えた場合、ハイビーム用配光の光源については、対向車や先行車にグレアを与えないようにするための消灯動作が重要となる。この場合に、例えばバイパス回路に異常が生じており、バイパス経路が正常に機能しないと消灯が実現できず、対向車等にグレアを生じさせてしまう。
このようなことから発光素子側の異常だけでなく、バイパス回路側の動作異常についても的確に検知し、これに対処可能とすることが求められている。

そこで本発明は、発光素子と並列にバイパス回路を設けた構成において、発光素子側の経路の異常だけでなく、バイパス回路側の異常も的確に検知できるように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、直列接続された複数の発光素子と、前記複数の発光素子に発光駆動電流を供給する光源用電源部と、少なくとも一部の前記発光素子に並列に接続され、バイパス制御信号に応じて前記発光素子を消灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の形成、又は前記発光素子を点灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の遮断を行う１又は複数のバイパス部と、前記バイパス部が正常状態か異常状態かを示す状態信号を生成する異常検出部とを備える。そして前記状態信号として前記バイパス部が異常であることを示す信号が生成された場合、前記光源用電源部からの発光駆動電流が低減又は供給停止されるものである。
異常検出部でバイパス部の異常状態について検出するようにすることで、バイパス異常を判断できる。バイパス異常によっては、バイパス部に並列の発光素子の消灯ができなくなる。そこでバイパス異常検出に応じて発光駆動電流の低減又は供給停止を行う。

第２に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記異常検出部が生成する前記状態信号は、前記光源用電源部による発光駆動電流の供給中であって前記バイパス部に対して前記バイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されている期間においては、第１論理レベルで前記発光素子側の正常状態、第２論理レベルで前記発光素子側の異常状態を示す信号とされ、前記光源用電源部による発光駆動電流の供給中であって前記バイパス部に対して前記バイパス制御信号によりバイパス経路の形成が指示されている期間においては、前記第２論理レベルで前記バイパス部の正常状態、前記第１論理レベルで前記バイパス部の異常状態を示す信号とされることが考えられる。
ここで「バイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されている期間」とは、バイパス経路を継続的又は断続的に遮断することで発光素子を点灯させる制御を行っている期間をいう。具体的には、バイパス経路を継続して遮断することで発光素子を点灯状態とするように制御している期間と、パルス状のバイパス制御信号によりバイパススイッチの遮断／形成を繰り返し、発光素子を減光点灯状態とするように制御している期間を含む。このような期間は異常検出部の状態信号によって発光素子側の正常／異常を判定する。
一方、「バイパス制御信号によりバイパス経路の形成が指示されている期間」とは、発光素子を消灯させる制御を行っている期間をいう。具体的には、バイパス経路を継続的に形成することで発光素子を消灯状態とするように制御している期間である。この期間は異常検出部の状態信号によってバイパス部の正常／異常を判定する。
つまり点灯（減光点灯を含む）制御期間と消灯制御期間で異常検出部の異常検出機能を使い分ける。

第３に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記光源用電源部による発光駆動電流供給の開始の際に、全てのバイパス部に対して、前記バイパス制御信号によりバイパス経路の形成制御を行い、当該形成制御中に、各バイパス部に対応する前記異常検出部からの状態信号の少なくとも１つが所定時間継続して前記バイパス部の異常状態を示している場合に、前記バイパス部の異常状態と判定することが望ましい。
即ち全てのバイパス部について、バイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されている期間を設定してバイパス異常があるか否かを検知する。このような処理は一旦発光素子を消灯させるため発光素子の発光を開始させるときが好適となる。

第４に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、
前記光源用電源部による発光駆動電流供給中に、前記バイパス制御信号により前記バイパス経路の形成制御を行っているバイパス部について、当該バイパス部に対応する前記異常検出部からの状態信号が所定時間継続して前記バイパス部の異常状態を示している場合に、前記バイパス部の異常状態と判定することが望ましい。
即ちバイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されているバイパス部があれば、そのバイパス部についてバイパス異常があるか否かを検知する。

第５に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記異常検出部は、前記光源用電源部による発光駆動電流供給中であって少なくとも前記バイパス部に対して前記バイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されている期間において、前記発光素子側が正常状態か異常状態かを示す第１の状態信号を生成する第１回路部と、前記光源用電源部による発光駆動電流供給中に、前記バイパス制御信号による制御状態に関わらず、前記バイパス部が正常状態か異常状態かを示す第２の状態信号を生成する第２回路部とを有することが望ましい。
この構成によりバイパス制御信号による制御状態に関わらず、バイパス異常検出が可能となる。

第６に、上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記光源用電源部による発光駆動電流供給の制御処理と、前記バイパス部への前記バイパス制御信号の出力処理と、前記状態信号を監視して前記バイパス部と前記発光素子側の異常状態を検知する処理とを行い、前記状態信号によって前記バイパス部又は前記発光素子側の異常状態を検知した場合に、前記光源用電源部からの発光駆動電流の低減又は供給停止の制御を行う制御部をさらに備えることが望ましい。
即ち制御部によってバイパス異常の検知や異常対応処理を実行する。

本発明によれば、発光素子に対応するバイパス経路において、発光駆動電流が迂回できなくなる異常状態が発生したことを適切に検出でき、これによりバイパス異常に対応する適切な処理、即ち対向車や先行車にグレアを与えない消灯や減光処理を実行することが可能となる。

本発明の実施の形態の車両用灯具のブロック図である。 第１の実施の形態のバイパス部の回路図である。 実施の形態の正常時の動作波形の説明図である。 実施の形態の異常時の動作波形の説明図である。 実施の形態の発光側異常検出処理のフローチャートである。 実施の形態の起動時のバイパス異常検出処理のフローチャートである。 実施の形態の動作時のバイパス異常検出処理のフローチャートである。 第２の実施の形態のバイパス部の回路図である。

以下、本発明の車両用灯具の実施の形態について説明する。この実施の形態は、例えば車両用の前照灯として用いられるもので、特にハイビーム用のランプに好適なものである。

＜１．全体構成＞
図１で実施の形態の車両用灯具１の全体構成を説明する。この車両用灯具１００は、光源用電源部１０、制御部１１、並列回路部１２Ａ〜１２ｎ、ＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎを有する。なお図では車載バッテリー２、点灯スイッチ３、電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵ：electronic control unit）４も併せて示している。
また説明上、並列回路部１２Ａ〜１２ｎ、ＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎについては、特に個々を区別する必要がない場合は「並列回路部１２」「ＬＥＤ１３」と総称する。

この車両用灯具１では、半導体光源による発光素子として、ＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎで示すｎ個のＬＥＤが直列接続されている。
そしてこの車両用灯具１では、点灯スイッチ３がオンとされる状態において車載バッテリー２からの直流電圧を用いて光源用電源部１０がＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎに発光駆動電流を流し、ＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎを発光動作させる構成となっている。

光源用電源部１０は、例えばスイッチングレギュレータとしてのＤＣ−ＤＣコンバータにより形成される。光源用電源部１０の入力側は端子５１、５２を介して車載バッテリー２の正極と負極（グランド）に接続される。また光源用電源部１０の出力側は端子５３，５４を介して光源を構成するｎ個のＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎのアノード端、カソード端と接続される。即ち光源用電源部１０は、端子５１、５２間の直流電圧を昇圧又は降圧してＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎの発光駆動のための出力電圧を生成し、端子５３，５４間に出力する。これにより光源用電源部１０がＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎに発光駆動電流を供給する。なお抵抗Ｒｓは出力電流検出用の抵抗である。

制御部１１は例えばマイクロコンピュータにより構成され、光源用電源部１０による発光駆動電流供給の制御を行う。即ち制御部１１は、光源用電源部１０に対するコンバータ動作のオン／オフや、コンバータ動作時にスイッチングレギュレータのスイッチング制御（ＰＷＭスイッチングによる出力電流安定化制御）を行う。具体的には制御部１１は、光源用電源部１０の出力電流の安定化のため、出力電流検出用の抵抗Ｒｓの両端電圧で出力電流検出を行い、検出された電流に応じてスイッチングレギュレータのスイッチ素子のオン／オフ制御を行う。即ちスイッチ素子のオン／オフ制御信号のデューティ制御を行う。
また制御部１１は、例えば光源用電源部１０からの発光駆動電流量を低下させたり、あるいはパルス発光の場合、パルスデューティやスイッチング周波数を制御して平均発光駆動電流を低下させるなどの処理を行うこともできる。

さらに本実施の形態の場合、直列接続されたＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎのそれぞれに対して並列に並列回路部１２Ａ〜１２ｎが接続されている。図２で述べるが並列回路部１２はバイパス部２０と異常検出部３０を有する。
制御部１１は、並列回路部１２Ａ〜１２ｎによる発光駆動電流のバイパス経路の形成（オン）又は遮断（オフ）の制御を行うとともに、バイパス経路及びＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎの異常検出を行う。そして異常検出に応じて光源用電源部１０に対する発光駆動電流供給の停止もしくは低減制御や、外部（ＥＣＵ４）への異常通知の処理を行う。
詳しくは後述するが、例えば並列回路部１２Ａ内でバイパス経路を形成すると、ＬＥＤ１３Ａへの発光駆動電流がそのバイパス経路を通るため、ＬＥＤ１３Ａは消灯される。つまり制御部１１は並列回路部１２Ａ〜１２ｎのそれぞれについてバイパス経路の形成／遮断を制御することで、ＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎのそれぞれについて点灯／消灯を制御できる。そして並列回路部１２Ａ〜１２ｎのそれぞれには異常検出のための回路も設けられており、制御部１１がＬＥＤ側の経路の異常やバイパス異常を検知できる。

このように制御部１１は、並列回路部１２Ａ〜１２ｎを制御して、それぞれが対応するＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎの発光動作制御を行うことができる。即ち、並列回路部１２によるバイパス経路を継続的にオンすることで、対応するＬＥＤ１３を消灯させ、バイパス経路を継続的にオフすることで対応するＬＥＤ１３を点灯させる。またバイパス経路を高周波（例えば数１００Ｈｚ）でオン／オフすることで対応するＬＥＤ１３を減光することができる。さらにはオン／オフ制御のオンデューティを変えることで調光することができる。
ところが、バイパス経路に異常が生じ、発光駆動電流が迂回できないような事象が生じた場合、対応するＬＥＤ１３を消灯することができなくなる。例えばＬＥＤ１３が車両前照灯のハイビームに用いられる場合、オフできないことは対向車等にグレアを発生させることになるため対策が必要である。そこで本実施の形態では、並列回路部１２Ａ〜１２ｎにおいて、ＬＥＤ１３側の異常だけでなく、バイパス経路で電流が迂回できなくなるような異常も検出できるようにしている。

＜２．第１の実施の形態＞
図２に第１の実施の形態における並列回路部１２の構成を示す。上述のとおり並列回路部１２はＬＥＤ１３に並列接続されるが、その回路構成は大きく分けてバイパス部２０と異常検出部３０に分けられる。

バイパス部２０は、レベルシフト回路２１と、ゲート駆動回路２２と、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor−Field Effect Transistor）によるバイパススイッチ２３を有する。バイパススイッチ２３はＮチャネルとしているが、ＰチャネルのＭＯＳ−ＦＥＴを用いてもよい。
バイパススイッチ２３のドレイン−ソースがＬＥＤ１３のアノード−カソードと並列に接続されている。バイパススイッチ２３がオンされることでＬＥＤ１３を迂回する電流経路が形成され、ＬＥＤ１３が消灯される。
端子２４には制御部１１からのバイパス制御信号Ｓ１が供給される。レベルシフト回路２１によりバイパス制御信号Ｓ１のレベルが調整され、ゲート駆動回路２２によりゲート電圧としてバイパススイッチ２３に与えられる。
なおレベルシフトを行うのは、ＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎ及び並列回路部１２Ａ〜１２ｎがそれぞれ直列接続され、各バイパス部２０及び異常検出部３０が基準電圧（グランド電圧）からフローティングしているためである。レベルシフト回路２１は、光源用電源部１０の出力が正極のときは、ゲート駆動のためのレベルシフトは電圧を持ち上げるように作用し、光源用電源部１０の出力が負極の時は電圧を低下させるように作用する。本実施の形態では光源用電源部１０の出力の極性を負極とする。

また本実施の形態では、バイパス制御信号Ｓ１としては、Ｈレベルが点灯指示、Ｌレベルが消灯指示の制御信号としている。つまりバイパス制御信号Ｓ１＝Ｈのときに、ゲート電圧＝Ｌとなりバイパススイッチ２３がオフとされるようにゲート駆動回路２２が構成されている。この場合、バイパス経路が遮断される状態、つまりＬＥＤ１３が点灯する状態となる。一方バイパス制御信号Ｓ１＝Ｌのときに、ゲート電圧＝Ｈとなりバイパススイッチ２３がオンとされる。この場合、バイパス経路が形成される状態、つまりＬＥＤ１３が消灯する状態となる。

異常検出部３０は、ＬＥＤ１３側の異常（以下、発光側異常）と、バイパス部２０の異常（以下、バイパス異常）を検出可能な回路として構成されている。
発光側異常とは、具体的には例えばＬＥＤ１３のショート、オープン（断線）、ハーネスオープン、光源用電源部１０の端子５３，５４とＬＥＤ１３の間の配線の異常等である。
バイパス異常とは、レベルシフト回路２１、ゲート駆動回路２２、バイパススイッチ２３のバイパス要素の異常であって、発光駆動電流が迂回できなくなる事象を指す。具体的には、例えばバイパススイッチ２３のオープン故障やゲート駆動回路２２の故障等である。

異常検出部３０は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ１，Ｑ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ５、ツェナーダイオードＺＤ、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデンサＣ１を有する。
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、その直列回路がバイパススイッチ２３のドレイン−ソース間に接続され、このドレイン−ソース間の電圧を分圧する。抵抗Ｒ１、Ｒ２による分圧ノードがトランジスタＱ１のコレクタ及びトランジスタＱ２のベースに接続されている。
またツェナーダイオードＺＤのカソードはＬＥＤ１３のアノード側に接続され、ツェナーダイオードＺＤのアノード側は抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のベースに接続される。ツェナーダイオードＺＤのツェナ電圧はＬＥＤ１３の順電圧Ｖｆより高く設定されている。
トランジスタＱ１のエミッタはＬＥＤ１３のカソード側に接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ３を介してＬＥＤ１３のカソード側に接続されている。トランジスタＱ２のコレクタはダイオードＤ１，Ｄ２の各カソードの接続点に接続される。ダイオードＤ１のアノード側は接地され、ダイオードＤ２のアノード側は抵抗Ｒ５，コンデンサＣ１の接続点に接続される。抵抗Ｒ５には所定電圧Ｖｃｃが印加される。
抵抗Ｒ５，コンデンサＣ１の接続点から、制御部１１に対する状態信号ＳＤが出力される。この状態信号ＳＤは異常状態か正常状態かを示す信号（異常検出信号）である。
なおダイオードＤ１、Ｄ２が上記のように接続されることで、制御部１１に供給される状態信号ＳＤが負電圧とならないようにしている。

この構成において異常検出部３０は、バイパススイッチ２３のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓに基づいて異常検出を行う。正常状態におけるドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは、バイパススイッチ２３がオンのときは約０Ｖ、オフのときはＬＥＤ１３の順電圧Ｖｆとなる。
ところがＬＥＤ１３がオープンになった場合は、バイパススイッチ２３がオフのときにそのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは順電圧Ｖｆより高くなる。またＬＥＤ１３や出力配線がショートした場合は、バイパススイッチ２３がオフのときにそのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓは約０Ｖとなる。このことから異常検出部３０は発光側異常に応じた状態信号ＳＤを出力することができる。さらに異常検出部３０は上記回路構成によりバイパス異常が生じた場合にもこれに応じた状態信号ＳＤを出力できる。以下、具体的な異常検出動作を説明する。

図３は正常状態での各部の波形を示している。
まず正常なＬＥＤ点灯時の波形について説明する。制御部１１は点灯指示としてバイパス制御信号Ｓ１をＨレベルとする。これによりバイパススイッチ２３がオフとなる。この場合ツェナーダイオードＺＤは導通しない。そしてバイパススイッチ２３のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ＝Ｖｆとなり、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧ノードが上昇してトランジスタＱ２がオンする。従ってシンク電流ＳＹが流れ、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ５の接続点の電位、即ち状態信号ＳＤはＬレベルとなる。

次に正常なＬＥＤ消灯時では、制御部１１は消灯指示としてバイパス制御信号Ｓ１をＬレベルとする。これによりバイパススイッチ２３がオンとなる。ツェナーダイオードＺＤは導通せず、バイパススイッチ２３のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓはほぼ０Ｖとなり、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧ノードも低下するためトランジスタＱ２はオフとなる。従ってシンク電流ＳＹは流れず、コンデンサＣ１が充電されていくことで状態信号ＳＤは徐々に上昇してＨレベルとなる。

正常な減光点灯の場合は、制御部１１はバイパス制御信号Ｓ１としてＨ／Ｌレベルを高周波で切り換え、これによりバイパススイッチ２３がオフ／オンを繰り返す。つまり上記の点灯時の状態と消灯時の状態を繰り返すことになり、シンク電流ＳＹが、“流れる”“流れない”を繰り返す。シンク電流ＳＹが流れる期間（抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧ノードが上昇してトランジスタＱ２がオンとなる期間）は、コンデンサＣ１は放電され状態信号ＳＤはＬレベルである。シンク電流ＳＹが流れない期間（抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧ノードがほぼ０ＶでトランジスタＱ２がオフとなる期間）は、コンデンサＣ１への充電により状態信号ＳＤは徐々に上昇する。ただし抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１により、バイパス制御信号Ｓ１の周期に対して十分長い充電時定数を設定している。つまり充電を遅く、放電を早くしている。このため状態信号ＳＤはＬレベルを保つ。
例えば減光のためにバイパススイッチ２３がオン／オフを繰り返す周波数を数百Ｈｚとした場合、充電時定数＝数１０ｍｓ、放電時定数＝数１００μｓに設定すればよい。これにより正常な減光時には状態信号ＳＤ＝Ｌとなる。

図４は発光側異常及びバイパス異常の場合を示している。
なお発光側異常は、点灯指示（減光指示を含む）の際に検出する異常状態であり、バイパス異常は消灯指示の際に検出する異常状態である。

図４では発光側異常が生じた場合を減光点灯時の例で示している。バイパス制御信号Ｓ１はＨ／Ｌレベルが繰り返されて、断続的なバイパス経路の遮断が行われる。
発光側異常として、ＬＥＤ１３のオープンが生じた場合、バイパススイッチ２３がオフのときにそのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが順電圧Ｖｆより高くなる。このためツェナーダイオードＺＤが導通し、トランジスタＱ１がオンとなって分圧ノードは上昇せず、トランジスタＱ２がオフしてシンク電流ＳＹは流れない。
またＬＥＤ１３のショートが生じた場合は、バイパススイッチ２３がオフのときにそのドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓはほぼ０Ｖで、分圧ノードは上昇せず、トランジスタＱ２がオフしてシンク電流ＳＹは流れない。
従ってＬＥＤ１３のオープン、ショート、配線異常などの発光側異常の場合は状態信号ＳＤは徐々に上昇してＨレベルとなる。
なお減光点灯ではなく全点灯の場合、つまりバイパス制御信号Ｓ１が継続的にＨレベルとされ継続的にバイパス経路の遮断が行われる際も、発光側異常が生じている場合は、同様にシンク電流ＳＹは流れないことになるため、状態信号ＳＤは同様にＨレベルとなる。

一方、バイパス異常が生じた場合は次のようになる。バイパス経路を機能させるのは消灯指示の場合である。制御部１１は継続的にバイパス制御信号Ｓ１＝Ｌレベルとして継続的にバイパス経路が形成されるようにする消灯指示を行う。これによりバイパススイッチ２３がオンされるはずであるところ、バイパス異常によりオフのままであると、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ＝順電圧Ｖｆに固定される。このため分圧ノードは上昇状態でトランジスタＱ２がオンしてシンク電流ＳＹが流れる。結果、状態信号ＳＤ＝Ｌレベルとなる。

以上の動作をまとめると次のようになる。
バイパス制御信号Ｓ１による点灯指示（減光指示を含む）の期間は、正常であれば状態信号ＳＤ＝Ｌとなり、異常（発光側異常）が生じていれば状態信号ＳＤ＝Ｈとなる。
バイパス制御信号Ｓ１による消灯指示の期間は、正常であれば状態信号ＳＤ＝Ｈとなり、異常（バイパス異常）が生じていれば状態信号ＳＤ＝Ｌとなる

異常検出部３０がこのような動作を行うことに応じて、制御部１１は以下のように異常検出を行う。
図５は発光側異常を検出する異常検出処理例である。
制御部１１はステップＳ１０１で現在、光源用電源部１０からの発光駆動電流供給を実行させているか否かを確認する。またステップＳ１０２で点灯指示中であるか否かを確認する。つまりバイパス制御信号Ｓ１をＨレベル出力しているか、又はＨ／Ｌ高周波パルス出力して、点灯又は減光を指示しているか否かを確認する。
ステップＳ１０１、Ｓ１０２で、発光駆動電流供給中でかつ点灯指示中であることが確認された状態で、制御部１１はステップＳ１０３で状態信号ＳＤがＨレベルであるか否かを確認する。正常状態であればＬレベルのはずである。
以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０３で、発光駆動電流供給中ではない場合、又は点灯指示中ではない場合、又は状態信号ＳＤ＝Ｌの場合は、ステップＳ１０７で異常判定用カウンタＣＴｄを０にクリアする。

ステップＳ１０３で状態信号ＳＤがＨレベルであった場合、制御部１１はステップＳ１０４で異常判定用カウンタＣＴｄをインクリメントし、ステップＳ１０５で異常判定用カウンタＣＴｄの値が所定値ｔｈＥ以上となったか否かを確認する。所定値ｔｈＥに達していなければ、まだ異常とは判定しない。異常判定用カウンタＣＴｄの値が所定値ｔｈＥ以上となっていた場合、ステップＳ１０６で発光側異常が生じていると判定する。そして所定の異常対応処理を行う。例えば制御部１１は、光源用電源部１０からの発光駆動電流供給を停止させたり、ＥＣＵ４に異常発生の通知を行う。
この図５の処理が行われることで、点灯指示中に所定期間継続して状態信号ＳＤのＨレベルが観測されることで異常判定がなされる。異常判定用カウンタＣＴｄが所定値ｔｈＥに達する期間、継続してＨレベルであることで異常と判定するのは異常判定処理の安定化のためである。

図６は制御部１１によるバイパス異常の検出のための処理例である。バイパス異常は、バイパス部２０によるバイパス経路を形成させている期間に検出する。
バイパス経路の形成期間とは、消灯指示の期間か、或いは減光点灯をさせるためにバイパススイッチ２３をオン／オフさせているときのオン期間である。しかし減光点灯時ではバイパススイッチ２３のオン期間は数百μｓ〜数ｍｓｅｃ程度の時間であり、この期間を規定してバイパス異常を検出することは難しい。そこで消灯指示の際、或いは異常検出のための消灯指示の期間を設けて検出を行うようにする。

図６は点灯開始の際にバイパス異常検出を行う例である。制御部１１はステップＳ２０１でＥＣＵ４からの点灯要求を受信する。これにより制御部１１はＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎの点灯制御を開始するわけであるが、まずステップＳ２０２で全てのバイパス部２０に対してバイパスオンの制御（バイパス制御信号Ｓ１＝Ｌ）を行う。そしてステップＳ２０３で光源用電源部１０からの発光駆動電流供給を開始させる。
この状態で制御部１１は、ステップＳ２０４で全ての並列回路部１２Ａ〜１２ｎにおける異常検出部３０からの状態信号ＳＤを観察する。正常にバイパス経路が形成されていれば、状態信号ＳＤは徐々に上昇してＨレベルとなるはずである（図３の消灯時の波形参照）。但し、上述した抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１による時定数設定によりＨレベルとなるまである程度の時間を要する。
そこで制御部１１はステップＳ２０５で全ての状態信号ＳＤ＝Ｈであるか否かを確認し、これが満たされなければステップＳ２０６で、発光駆動電流供給開始から所定時間（コンデンサＣ１の充電時定数に応じて決められる時間）を経過したか否かを確認する。所定時間を経過していなければ再度ステップＳ２０４で全ての状態信号ＳＤを観察してステップＳ２０５の判断を行う。

ステップＳ２０６の所定時間内に全ての並列回路部１２Ａ〜１２ｎからの状態信号ＳＤがＨレベルになった場合、全ての並列回路部１２Ａ〜１２ｎにおいてバイパス経路が正常だと確認できる。そこで制御部１１はステップＳ２０７に進み、点灯開始制御を行う。例えば具体的には各並列回路部１２Ａ〜１２ｎに対するバイパス制御信号Ｓ１＝Ｈ（又は高周波パルス）としてＬＥＤ１３Ａ〜１３ｎの点灯（減光点灯）を実行させる。
一方、所定時間経過しても全ての状態信号ＳＤがＨレベルになった状態が確認できなければ、いずれかの並列回路部１２でバイパス異常が生じていると判断できる。そこで制御部１１はステップＳ２０６からＳ２０８に進み、バイパス異常と判定し、所定の異常対応処理を行う。例えば制御部１１は、光源用電源部１０からの発光駆動電流供給を停止させたり、ＥＣＵ４に異常発生の通知を行う。

次に図７は並列回路部１２Ａ〜１２ｎの各バイパス部２０のうちで消灯指示しているバイパス部２０を対象としてバイパス異常検出を行う例である。
制御部１１はステップＳ３０１で現在、光源用電源部１０からの発光駆動電流供給を実行させているか否かを確認する。またステップＳ３０２で、現在、消灯指示しているバイパス部２０が１つ以上存在するか否かを確認する。つまり１つ以上のバイパス部２０にＬレベルのバイパス制御信号Ｓ１を与えているか否かを確認する。発光駆動電流供給を実行していない場合、又は全ての並列回路部１２Ａ〜１２ｎのバイパス部２０に対して発光指示（減光指示を含む）をしている場合は、バイパス異常検出は行わない。

１又は複数のバイパス部２０に対して消灯指示を行っている場合、制御部１１はステップＳ３０３で消灯指示を行っているバイパス部２０のうちで、検出対象としての１つのバイパス部２０を選択する。そしてステップＳ３０４で選択したバイパス部２０についての異常検出部３０からの状態信号ＳＤを観察する。
正常にバイパス経路が形成されていれば、状態信号ＳＤはＨレベルである。但しコンデンサＣ１の充電時定数を考慮して、状態信号ＳＤがＬレベルであってもステップＳ３０６で所定時間経過するまではバイパス異常とは判定しない。なお所定時間とは、例えばステップＳ３０３に進んだ時点を起点として計数してもよいし、当該バイパス部２０について消灯指示を開始した時点から計数してもよい。
また車両運転者の操作やＥＣＵ４からの指示により、点灯状況を変更する場合もある。例えば消灯中のＬＥＤ１３を点灯に切り換えるなどである。点灯状況の変化があった場合はステップＳ３０７から異常検出処理を一旦終える。
所定時間を経過しておらず、また状況変化もなければステップＳ３０４に戻って再度状態信号ＳＤを観察する。

状態信号ＳＤがＬレベルのままステップＳ３０６で所定時間経過が確認されたら、ステップＳ３０９でバイパス異常と判定し、所定の異常対応処理を行う。例えば制御部１１は、光源用電源部１０からの発光駆動電流供給を停止させたり、ＥＣＵ４に異常発生の通知を行う。
一方、ステップＳ３０５で状態信号ＳＤ＝Ｈであることが確認されたら、そのバイパス部２０についてはバイパス異常なしと判定し、ステップＳ３０８で、他の未判定の消灯指示中のバイパス部２０があるか否かを確認する。他の未判定のバイパス部２０があればステップＳ３０３で検出対象として選択して同様に処理を行う。

以上説明したように第１の実施の形態では、直列接続された複数のＬＥＤ１３（１３Ａ〜１３ｎ）と、複数のＬＥＤ１３に発光駆動電流を供給する光源用電源部１０と、ＬＥＤ１３に並列に接続され、バイパス制御信号Ｓ１に応じてＬＥＤ１３を消灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の形成、又はＬＥＤ１３を点灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の遮断を行うバイパス部２０と、バイパス部２０が正常状態か異常状態かを示す状態信号ＳＤを生成する異常検出部３０を備えている。そして状態信号ＳＤとしてバイパス部２０が異常であることを示す信号が生成された場合、光源用電源部１０からの発光駆動電流が低減又は供給停止される。
このように異常検出部３０でバイパス部２０の異常状態について検出することで、バイパス異常を判断できる。バイパス異常が生ずると、バイパス部２０に並列のＬＥＤ１３の消灯、例えばハイビーム消灯ができなくなり、対向車等にグレアを発生させる。本実施の形態では、バイパス異常検出に応じて発光駆動電流の低減又は供給停止を行うことでこのような自体が生ずることを防止できる。

また異常検出部３０が生成する状態信号ＳＤは、光源用電源部１０による発光駆動電流の供給中であってバイパス部２０に対してバイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の継続的又は断続的な遮断が指示されている期間においては、Ｌレベル（第１論理レベル）で発光素子側の正常状態を示し、Ｈレベル（第２論理レベル）で発光側異常を示す信号とされている。バイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の継続的又は断続的な遮断が指示されている期間とは、ＬＥＤ１３を点灯又は減光点灯させるために点灯指示又は減光点灯指示を行っている期間である。この期間は、当然、発光素子としてのＬＥＤ１３が点灯又は減光点灯されなければならず、もし消灯状態であったら、それを異常として検出する必要がある。そこで本実施の形態では、状態信号ＳＤによって発光素子側の正常／異常を判定できるようにしている。
一方、光源用電源部１０による発光駆動電流の供給中であってバイパス部２０に対してバイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の継続的な形成が指示されている期間においては、状態信号ＳＤは、Ｈレベル（第２論理レベル）でバイパス部２０の正常状態、Ｌレベル（第１論理レベル）でバイパス部２０の異常状態を示す信号とされている。バイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の継続的な形成が指示されている期間とは、ＬＥＤ１３を消灯させるために消灯指示を行っている期間である。この消灯指示の期間は、当然、発光素子としてのＬＥＤ１３が消灯されなければならず、もし消灯されていない状況となっているのであれば、それをバイパス異常として検出する必要がある。そこで本実施の形態では、状態信号ＳＤによってバイパス部２０の正常／異常を判定できるようにしている。
つまり本実施の形態では、点灯（減光点灯を含む）制御期間と消灯制御期間で異常検出部３０の異常検出機能を使い分け、発光側異常検出機能と、バイパス異常検出機能を適切に発揮させることができる。またこれによって異常検出部３０の回路構成の簡易化も実現できる。例えば判定論理が逆となることに対応した検出を制御部１１で行うことで、バイパススイッチ２３のドレイン−ソース電圧に基づいた状態信号ＳＤの生成という簡易な回路構成で、両方の異常検出が可能となっている。

また図６で説明したように、光源用電源部１０による発光駆動電流供給の開始の際に、全てのバイパス部２０に対して、バイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の形成制御（消灯指示）を行い、当該形成制御中に、各バイパス部２０に対応する異常検出部３０からの状態信号ＳＤの少なくとも１つが所定時間継続して前記バイパス部の異常状態を示している場合に、バイパス部の異常状態と判定する。
バイパス異常検出を、消灯指示の期間中に行うものとする場合、例えば点灯開始時点でバイパス異常を確認することが適切となる。点灯開始後に異常検出のために一旦消灯させる、というような動作とならないためである。また、複数のバイパス部２０のうち１つでも異常状態であれば、バイパス異常とすることで、上述のグレアを生じさせないような適切な対応制御が可能となる。

また図７で説明したように、光源用電源部１０による発光駆動電流供給中に、バイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の形成制御（消灯指示）を行っているバイパス部２０について、当該バイパス部２０に対応する異常検出部３０からの状態信号ＳＤが所定時間継続して異常状態を示している場合に、そのバイパス部の異常状態と判定する。
即ち消灯指示されるバイパス部２０があれば、その機会にそのバイパス部についてバイパス異常があるか否かを検知することができ、逐次、異常か正常かの確認を行うことができる。

また制御部１１は、光源用電源部１０による発光駆動電流供給の制御処理と、バイパス部２０へのバイパス制御信号Ｓ１の出力処理と、状態信号ＳＤを監視してバイパス異常と発光側異常を検知する処理とを行う。そして状態信号ＳＤによってバイパス異常又は発光側異常を検知した場合に、光源用電源部１０からの発光駆動電流の低減又は供給停止の制御を行う。このような制御部１１を備えることでバイパス異常及び発光側異常の検知や異常対応処理を適切に実行できる。特には制御部１１が、図５，図６，図７で説明したように発光側異常検出時とバイパス異常検出時とで状態信号ＳＤについての判定論理を逆にすることで、本実施の形態の構成の異常検出部３０で、バイパス異常検出と発光側異常検出の両方に対応でき、回路規模の削減に寄与できる。

＜３．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態を図８で説明する。上記第１の実施の形態では、制御部１１が状態信号ＳＤを観察してソフトウエア処理で発光側異常とバイパス異常の両方を検出したが、バイパス異常の検出は消灯指示の期間や、起動時に強制的に消灯指示を行うことで実現した。これに対して第２の実施の形態はハード的に発光側異常とバイパス異常を個別に検出することでバイパス異常をリアルタイムに検出できるようにする例である。

図８には図１の構成のうちの１つのＬＥＤ１３と、それに対応する並列回路部１２を示しているが、並列回路部１２にはバイパス部２０と、異常検出部３０を有する。異常検出部３０は、第１回路部３０Ａ、第２回路部３０Ｂからなる。
バイパス部２０は図２と同様の構成である。また第１回路部３０Ａは図２の異常検出部３０と同様である。即ち図８の構成は図２の構成に第２回路部３０Ｂ及びその周辺回路を追加したものといえる。
なお、第１回路部３０Ａによる状態信号ＳＤａは、第１の実施の形態の状態信号ＳＤと同じ信号であるが、ここでは発光側異常の検出信号として用いる。つまり状態信号ＳＤａはＨレベルが発光側異常、Ｌレベルが正常を示す信号となる（図３，図４参照）。

以下、図８のうち図２と異なる構成を説明する。
第２回路部３０ＢはＰＮＰ型のトランジスタＱ３，Ｑ４、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１３、ダイオードＤ３，Ｄ４、コンデンサＣ２を有する。
シンク電流ＳＹの経路（トランジスタＱ２のコレクタ）に対して、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２が直列接続され、トランジスタＱ３は抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点にベースが、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点にエミッタに接続され、コレクタは接地されている。
またバイパス部２０のバイパス制御信号Ｓ１が入力される端子２４に対してダイオードＤ３のアノードが接続され、カソード側とグランド間にコンデンサＣ２が接続されている。ダイオードＤ３とコンデンサＣ２の接続点には、抵抗Ｒ１２とトランジスタＱ４のベースが接続されている。トランジスタＱ４のエミッタはダイオードＤ４を介して所定電圧Ｖｃｃラインに接続される。トランジスタＱ４のベース−エミッタ間にはバイアス抵抗Ｒ１３が接続される。トランジスタＱ４のコレクタ出力が、バイパス異常検出のための状態信号ＳＤｂ’となる。この場合、状態信号ＳＤｂ’はＨレベルがバイパス異常、Ｌレベルが正常を示す信号となる。

なお、複数の並列回路部１２Ａ〜１２ｎにおいて同様の構成が採られ、それぞれの第２回路部３０Ｂからの状態信号ＳＤｂ’がワイヤードＯＲの形態で抵抗Ｒ１４，Ｒ１５の接続点に供給される。そしてコンデンサＣ３によるローパスフィルタの出力が、状態信号ＳＤｂとして制御部１１に供給される。状態信号ＳＤｂは、並列回路部１２Ａ〜１２ｎのうちの１つでもバイパス異常があれば、Ｈレベルとなり、全てが正常であればＬレベルとなる。

第２回路部３０Ｂの動作を説明する。
トランジスタＱ３は、シンク電流ＳＹが流れる期間（トランジスタＱ２のオン期間）にオンし、コンデンサＣ２を放電させる。ダイオードＤ３はバイパス制御信号Ｓ１がＨレベルのときに導通し、コンデンサＣ２を充電する。従って正常であれば、バイパス制御信号Ｓ１がＨレベルで点灯指示の際には、シンク電流ＳＹによって流れコンデンサＣ２を放電されるが、その一方でダイオードＤ３側から急速充電され、コンデンサＣ２の充電状態が保たれる。またバイパス制御信号Ｓ１がＬレベルで消灯指示の際、もしくは減光点灯指示でのＬレベル期間には、シンク電流ＳＹが流れずトランジスタＱ３はオフしている。そしてダイオードＤ３のカソード側が接続されていることで、コンデンサＣ２の放電経路がなく、この場合もコンデンサＣ２の充電状態が保たれる。このように正常時にはコンデンサＣ２の充電状態が保たれて、これによりトランジスタＱ４のオンが禁止される。トランジスタＱ４がオフであることで、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５の接続点の電位はＬレベルとなり、状態信号ＳＤｂ＝Ｌとなる。

ところがバイパス異常が生じて、バイパス制御信号Ｓ１のＬレベル期間にバイパス経路が形成されない状態となると、シンク電流ＳＹが流れ（図４のバイパス異常の波形参照）、上記バランスが崩れ、コンデンサＣ２が放電する。これによりトランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ４のコレクタ電流が抵抗Ｒ１４に与えられ、抵抗Ｒ１４に現れる電圧が抵抗Ｒ１５，Ｃ３のローパスフィルタを介してＨレベルの状態信号ＳＤｂとなる。
なおコンデンサＣ２は充電が早く放電が遅くなるように設定している。これにより減光点灯指示での高周波パルスのバイパス制御信号Ｓ１を与えている場合でも、バイパス異常、つまりバイパス制御信号Ｓ１のＬレベル期間にもバイパス経路が形成されない状態となると、状態信号ＳＤｂとしてＨレベルが得られる。

以上の第２の実施の形態によれば、異常検出部３０は、第１回路部３０Ａ、第２回路部３０Ｂを有する。第１回路部３０Ａは、光源用電源部１０による発光駆動電流供給中であってバイパス部２０に対してバイパス制御信号Ｓ１によりバイパス経路の遮断が指示されている期間（点灯指示又は減光点灯指示の期間）において、ＬＥＤ１３側が正常状態か異常状態かを示す第１の状態信号ＳＤａを生成する。また第２回路部３０Ｂは、光源用電源部１０による発光駆動電流供給中に、バイパス制御信号Ｓ１による制御状態に関わらず、バイパス部２０が正常状態か異常状態かを示す第２の状態信号ＳＤｂを生成する。このような構成によりバイパス制御信号Ｓ１による制御状態に関わらず、常時バイパス異常検出が可能となる。

＜４．変形例＞
以上実施の形態について説明してきたが本発明の車両用灯具は多様な変形例が考えられる。
並列回路部１２は、必ずしも１つのＬＥＤ１３に対して１つ設けられるものでなくてもよい。例えば複数の直列や並列のＬＥＤ群に対して設けられてもよい。
またＬＥＤ１３の全てに並列回路部１２が形成されていなくてもよい。特には光源用電源部１０による電流供給状態で消灯や減光する可能性があるＬＥＤ１３に対して並列回路部１２が設けられることが好適である。
またＬＥＤ等の半導体発光素子に限らず、フィラメント電球等の他の形態の発光素子を用いた場合でも本発明は適用可能である。

実施の形態では、制御部１１は異常検出時には、光源用電源部１０からの発光駆動電流供給の停止もしくは低減させる制御を行ったり、ＥＣＵ４に通知する処理を行う例を述べたが、これ以外の異常対応処理を行ってもよい。
また発光側異常の場合とバイパス異常の場合とで、対応処理内容を変えてもよい。
また制御部１１、又は状態信号を監視しバイパス異常を検知する機能は、車両用灯具１の外部（車両側のマイクロコンピュータ等）に設けられてもよい。

実施の形態は車両用前照灯としたが、本発明の車両用灯具は、前照灯以外、例えばテールランプ、デイタイムランニングランプ、コーナリングランプ、ターンシグナルランプ、ブレーキランプ等にも適用できる。また本発明の技術は車両用以外の灯具として各種の照明装置に適用可能である。

１…車両用灯具、１０…光源用電源部、１１…制御部、１２，１２Ａ〜１２ｎ…並列回路部、１３，１３Ａ〜１３ｎ…ＬＥＤ、２０…バイパス部、２３…バイパススイッチ、３０…異常検出部、３０Ａ…第１回路部、３０Ｂ…第２回路部

Claims (6)

1. 直列接続された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子に発光駆動電流を供給する光源用電源部と、
   少なくとも一部の前記発光素子に並列に接続され、バイパス制御信号に応じて、前記発光素子を消灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の形成、又は前記発光素子を点灯状態とするための発光駆動電流のバイパス経路の遮断を行う１又は複数のバイパス部と、
   前記バイパス部が正常状態か異常状態かを示す状態信号を生成する異常検出部と
   を備え、
   前記状態信号として前記バイパス部が異常であることを示す信号が生成された場合、前記光源用電源部からの発光駆動電流が低減又は供給停止される
   車両用灯具。
2. 前記異常検出部が生成する前記状態信号は、
   前記光源用電源部による発光駆動電流の供給中であって前記バイパス部に対して前記バイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されている期間においては、第１論理レベルで前記発光素子側の正常状態、第２論理レベルで前記発光素子側の異常状態を示す信号とされ、
   前記光源用電源部による発光駆動電流の供給中であって前記バイパス部に対して前記バイパス制御信号によりバイパス経路の形成が指示されている期間においては、前記第２論理レベルで前記バイパス部の正常状態、前記第１論理レベルで前記バイパス部の異常状態を示す信号とされる
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光源用電源部による発光駆動電流供給の開始の際に、全てのバイパス部に対して、前記バイパス制御信号によりバイパス経路の形成制御を行い、当該形成制御中に、各バイパス部に対応する前記異常検出部からの状態信号の少なくとも１つが所定時間継続して前記バイパス部の異常状態を示している場合に、前記バイパス部の異常状態と判定する
   請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記光源用電源部による発光駆動電流供給中に、前記バイパス制御信号により前記バイパス経路の形成制御を行っているバイパス部について、当該バイパス部に対応する前記異常検出部からの状態信号が所定時間継続して前記バイパス部の異常状態を示している場合に、前記バイパス部の異常状態と判定する
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用灯具。
5. 前記異常検出部は、
   前記光源用電源部による発光駆動電流供給中であって少なくとも前記バイパス部に対して前記バイパス制御信号によりバイパス経路の遮断が指示されている期間において、前記発光素子側が正常状態か異常状態かを示す第１の状態信号を生成する第１回路部と、
   前記光源用電源部による発光駆動電流供給中に、前記バイパス制御信号による制御状態に関わらず、前記バイパス部が正常状態か異常状態かを示す第２の状態信号を生成する第２回路部とを有する
   請求項１に記載の車両用灯具。
6. 前記光源用電源部による発光駆動電流供給の制御処理と、前記バイパス部への前記バイパス制御信号の出力処理と、前記状態信号を監視して前記バイパス部と前記発光素子側の異常状態を検知する処理とを行い、前記状態信号によって前記バイパス部又は前記発光素子側の異常状態を検知した場合に、前記光源用電源部からの発光駆動電流の低減又は供給停止の制御を行う制御部をさらに備えた
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用灯具。

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