JP3878823B2

JP3878823B2 - 車両用灯具装置

Info

Publication number: JP3878823B2
Application number: JP2001243666A
Authority: JP
Inventors: 悟市小田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: US20030030380A1; US6781316B2; DE10236653A1; JP2003054309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯と白熱電球とを併用した車両用灯具装置において、電源電圧の変動時に消灯される放電灯に代わって白熱電球を自動的に点灯させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用電装品の電源供給については、動力源により駆動されるオルタネータで発電した電圧をレギュレータで安定化してバッテリーに蓄電することにより行っている。そのため、レギュレータの故障や断線、あるいはバッテリー接触不良、負荷電流の急激な減少等に起因する、ロードダンプと称するサージが発生する可能性があり、各電装品にはその対策が講じられている。
【０００３】
例えば、放電灯を光源に用いた前照灯装置では、ロードダンプ発生時に放電灯点灯回路（所謂バラスト回路）の故障を防ぐために、所定の入力電圧以上では回路が動作しないようにするための保護回路が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、夜間の高速走行中におけるロードダンプの発生時に、点灯回路の動作停止により放電灯が消灯してしまった場合には、運転者の視界が一瞬にして失われ、暗闇での走行を強いられるため、安全走行に重大な支障を来す虞が生じるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ロードダンプ発生による放電灯の消灯時に、白熱電球を代用点灯することで、運転者の視界を確保することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した課題を解決するために、放電灯をすれ違いビーム用光源として用いるとともに、その代用光源として走行ビーム用光源又は補助灯具の光源である白熱電球を用いる車両用灯具装置において、放電灯のみが点灯している状態で、電源からの入力電圧が閾値以上になったことを検出して白熱電球を自動点灯させる回路を設けたものである。
【０００７】
従って、本発明によれば、電源からの入力電圧が高くなった場合に消灯される放電灯の代わりに走行ビーム用光源又は補助灯具の光源を点灯させることで、運転者の視界を確保することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、放電灯をすれ違いビーム（所謂ロービーム）照射用光源として用いるとともに、その代用光源として走行ビーム（所謂ハイビーム）照射用光源又は補助灯具の光源である白熱電球を用いた構成を有しており、例えば、すれ違いビーム用光源と走行ビーム用光源とを一つの灯具内に収容した形態、あるいは各光源を別々の灯具内に収容した形態等が挙げられる。また、補助灯具としてはフォグランプ、コーナーリングランプ等が挙げられる。
【０００９】
図１は車両用灯具装置１の回路構成例を示したものであり、走行ビーム用光源（ハロゲン電球等）を放電灯の代用光源として用いている。
【００１０】
電源（バッテリー）２からの入力電圧（あるいは供給電圧であり、以下、これを「＋Ｂ」と記す。）は、ＰＮＰトランジスタＱ１を介して、走行ビーム用の白熱電球３に供給される。つまり、当該トランジスタＱ１のエミッタが電源２の正極に接続されるとともに、そのコレクタが白熱電球３に接続されており、ベースには抵抗４を介してＮＰＮトランジスタＱ３（のコレクタ）が接続されている。尚、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間には抵抗５が介挿されている。
【００１１】
エミッタ接地とされるトランジスタＱ３は、そのベースが抵抗６を介して走行ビームの点灯スイッチＳＷｈに接続されており、当該スイッチが電源ライン（＋Ｂライン）に接続されている。
【００１２】
電源２から、放電灯７のバラスト回路８への電源供給についても、白熱電球３の場合と同様の構成を有しており、ＰＮＰトランジスタＱ４、ＮＰＮトランジスタＱ５と、すれ違いビームの点灯スイッチＳＷｌが設けられている。つまり、トランジスタＱ４のエミッタが電源ライン（＋Ｂライン）に接続され、そのコレクタ出力がバラスト回路８に供給される。そして、トランジスタＱ４のベースが抵抗９を介してトランジスタＱ５のコレクタに接続されている。尚、トランジスタＱ４のベース−エミッタ間には抵抗１０が介挿されている。
【００１３】
エミッタ接地とされるトランジスタＱ５は、そのベースが抵抗１１を介して、点灯スイッチＳＷｌに接続されており、当該スイッチが電源ライン（＋Ｂライン）に接続されている。
【００１４】
電源２からの入力電圧が閾値（以下、これを「Ｖ１」と記す。）以上になったか否かを判定する回路として、本例では、コンパレータ１２を用いている。つまり、入力電圧に対する分圧抵抗１３、１４が設けられており。これらによって検出される電圧がコンパレータ１２の正入力端子に供給される。そして、当該コンパレータの負入力端子には、入力電圧が抵抗１５を介してツェナーダイオード１６に供給されて安定化された基準電圧が抵抗１７、１８を介して供給されるようになっている。尚、この基準電圧は、入力電圧の検出値（抵抗分圧値）に対する閾値であり、入力電圧に対するＶ１に相当する。例えば、入力電圧が定格１２Ｖの場合に、Ｖ１の値としては、少なくとも１６Ｖ（バラスト回路が正常動作するように求められている上限値）より大きい値、１７Ｖ乃至１８Ｖの範囲内が好ましい。
【００１５】
コンパレータ１２の出力信号は、エミッタ接地とされるＮＰＮトランジスタＱ２のベースに送られるようになっており、当該トランジスタＱ２のコレクタが直接に又は後述する回路２０を介してトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。尚、コンパレータ１２の出力端子は抵抗１９を介して電源ラインに接続されている。
【００１６】
本回路において、電源２からの入力電圧がＶ１未満の状態では、コンパレータ１２の出力がＬレベルとなっており、従って、例えば、点灯スイッチＳＷｈの投入（オン操作）によりトランジスタＱ３、Ｑ１がオン状態となって走行ビーム用の白熱電球３が点灯する。同様に、点灯スイッチＳＷｌの投入によりトランジスタＱ５、Ｑ４がオン状態となってバラスト回路８に電源供給がなされ、すれ違いビーム用放電灯７が点灯する。
【００１７】
白熱電球３が点灯しておらず、放電灯７だけが点灯している状態で、例えば、ロードダンプが発生して電源電圧が過電圧となった場合には、入力電圧が閾値Ｖ１以上になったことをコンパレータ１２が検出したときに、その出力信号がＨ（ハイ）レベルとなるので、トランジスタＱ２がオン状態となる。これにより、回路２０がない場合（つまり、トランジスタＱ２のコレクタがトランジスタＱ３のコレクタに接続される場合）にはトランジスタＱ１がオン状態となるので、白熱電球３が自動点灯される。よって、入力電圧の過電圧により放電灯の保護回路が作動して当該放電灯が消灯しても、走行ビーム用の白熱電球が代用される。
【００１８】
尚、当該白熱電球ではなく、フォグランプ等の光源を自動点灯させても良いが、放電灯の代用光源として走行ビーム用光源を点灯させる場合には、その明るさや照射方向に関して道路利用者（対向車両の運転者や歩行者等）への眩惑が問題となるので、例えば、電源からの入力電圧に応じて減光点灯を行う制御回路を設けることが好ましい。
【００１９】
そのためには、図１のトランジスタＱ２の出力段に上記回路２０を付設すれば良く、例えば、図２の構成例が挙げられる。
【００２０】
本例では、演算増幅器２１を用いた発振回路の構成を有しており、当該演算増幅器の非反転入力端子がコンデンサ２２を介して接地されるとともに、当該端子と出力端子との間に帰還抵抗２３が設けられている。そして、演算増幅器２１の反転入力端子については、抵抗２４と２５との接続点に接続されており、抵抗２５の一端が抵抗２４を介して演算増幅器２１の出力端子に接続されるとともに、抵抗２５の他端が接地されている。
【００２１】
本回路の図１への適用については、トランジスタＱ２のコレクタを演算増幅器２１の反転入力端子に接続するとともに、演算増幅器２１の出力端子をトランジスタＱ３のコレクタに接続する。これにより、トランジスタＱ１から白熱電球３への供給電流に係るチョッピングにより、調光制御を行うことができる。つまり、入力電圧に応じたデューティー比（あるいはデューティーサイクル）をもってトランジスタＱ１のスイッチング制御を行うことにより平均電流を変化させ、白熱電球について規定の明るさ（走行ビーム照射時の明るさ）よりも減光させた状態で点灯させることができる。尚、本回路を用いたチョッパー方式は、明るさの制御において損失や発熱が少なく、小型化に適している。
【００２２】
ところで、ロードダンプ発生時には保護回路によって放電灯への電力供給が断たれるが、その方法については、下記に示す形態が知られている。
【００２３】
図３は、バラスト回路８の構成例２６について概略的に示したものであり、例えば、上記トランジスタＱ４を介して供給される入力電圧（＋Ｂ）がスイッチ手段２７（リレーや半導体スイッチング素子等）を介して、直流−直流変換部２８に供給される。
【００２４】
直流−直流変換部２８には、例えば、スイッチングレギュレータの構成が用いられ、その直流出力が後段の直流−交流変換部（所謂インバータ）２９に送られる。そして、その交流出力が起動回路３０を介して放電灯７に供給される。
【００２５】
放電灯７への電力供給についてその許否を決定する保護回路３１は、その内部に比較手段を備えており、入力電圧を検出してその閾値（これを「Ｖ２」と記す。）と比較する。そして、比較結果から過電圧状態を検出した場合に、例えば、スイッチ手段２７を制御して、直流−直流変換部２８以降への電源供給を遮断したり、あるいは直流−直流変換部２８に制御信号を送出してその動作を停止させ、又は直流−交流変換部２９に制御信号を送出してその動作や駆動を停止させる。
【００２６】
閾値Ｖ２の設定については、上記閾値Ｖ１よりも高くする（Ｖ２＞Ｖ１）ことが望ましい。つまり、白熱電球を自動点灯させる場合の入力電圧について設定される第１の閾値Ｖ１よりも高い値をもつ第２の閾値Ｖ２を設定し、入力電圧がＶ２以上になったときに放電灯を消灯させる。これにより、入力電圧の上昇時には、放電灯が消灯する前に白熱電球を点灯させることができるので、「Ｖ１＝Ｖ２」とする場合（放電灯から白熱電球への急な切替）よりも安全性が高く、また道路利用者に与える影響も少ない。尚、Ｖ２の設定値としては、例えば、定格電圧１２Ｖの場合に、２０Ｖ乃至２４Ｖの範囲内が好ましい。
【００２７】
また、走行ビーム用光源である白熱電球については、これをすれ違いビームの代用としてそのまま用いるには、照射方向について問題があり、道路利用者に眩惑を与える虞がある。
【００２８】
そこで、電源からの入力電圧に関して、閾値Ｖ１を越えかつ閾値Ｖ２未満に設定される第３の閾値（これを「Ｖ３」と記す。）を設定し、入力電圧がＶ３以上になった場合に、走行ビーム用光源（白熱電球）に係る設定光軸が水平方向よりも下方を向くように、光源や反射鏡、シェード等の状態を制御することが好ましい。例えば、図４に示すように、反射鏡３２の姿勢をアクチュエータ３３によって傾動させる機構（所謂レベリング機構）を備えた灯具において、白熱電球３の設定光軸Ｌ−Ｌを、「Ｌ′−Ｌ′」に示すように傾けることで、灯具の照射光が水平基準面（光源の発光点を含む水平面）よりも下向きになるように制御する。そのために、Ｖ３に相当する閾値をもった比較手段３４を設け、入力電圧がＶ３以上になったときに出力される信号を駆動部３５に送出して、そのときの制御電圧をアクチュエータ３３に供給することで反射鏡３２の光軸方向を下側に向ければ良い。
【００２９】
図５は本発明に係る装置の動作例について説明するための状態図であり、横軸に入力電圧をとって、各ビームや反射鏡の状態を示したものである。尚、横軸に示すＶ１、Ｖ２、Ｖ３は上記した閾値である。
【００３０】
図示のように、入力電圧軸において「１６Ｖ＜Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２」とされており、放電灯については、入力電圧がＶ２未満の範囲で点灯が許可され、Ｖ２以上の範囲で消灯となる。また、代用光源としての白熱電球（本例では走行ビーム用光源）については、入力電圧がＶ１未満の範囲で消灯とされ、Ｖ１以上の範囲で自動点灯される。
【００３１】
そして、白熱電球に対する反射鏡の傾動状態については、入力電圧がＶ３未満の範囲で所定又は任意の位置（オートレベリング制御等）を示し、Ｖ３以上の範囲で水平基準面よりも下向きの状態となる。尚、Ｖ１で白熱電球が自動点灯したときに反射鏡を直ちに傾けるのではなく、Ｖ３まで待った上で照射方向を下向き状態にすることにより、明るさの変化と照射方向の変化が同時に起きないようにすることができ、運転者及び道路利用者への影響を緩和することができる。
【００３２】
図から分かるように、入力電圧について、放電灯と白熱電球とがともに消灯する範囲がなく、よって、運転者の視界が常に確保される。
【００３３】
尚、図１の説明では、トランジスタＱ１やＱ４を用いて各光源への電源供給を行ったが、これらの代わりにＭＯＳ型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やリレー等を使った構成でも良く、また、過電圧検出について他の電装品に付設された回路を利用して行う（例えば、装置間の通信で得た検出情報を用いて代用光源を点灯させる。）等、各種態様での実施が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、電源からの入力電圧が高くなった場合に消灯される放電灯に代わって、走行ビーム用光源又は補助灯具の光源を点灯させることで、運転者の視界を確保することができる。よって、ロードダンプ発生時において安全運転が保証される。
【００３５】
請求項２に係る発明によれば、走行ビーム用光源の減光点灯により道路利用者への眩惑等を防止することができる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、過電圧時には放電灯が消灯する前に代用光源である白熱電球を点灯させることができる。
【００３７】
請求項４に係る発明によれば、道路利用者への眩惑等を防止するとともに、明るさの変化と照射方向の変化が同時に起きないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構成例を示す回路図である。
【図２】白熱電球の減光点灯について説明するための回路図である。
【図３】放電灯の点灯回路の構成例を示す図である。
【図４】車両用灯具の照射方向制御について説明するための図である。
【図５】装置の動作について説明するための図である。
【符号の説明】
１…車両用灯具装置、３…白熱電球、７…放電灯

Claims

放電灯をすれ違いビーム用光源として用いるとともに、その代用光源として走行ビーム用光源又は補助灯具の光源である白熱電球を用いる車両用灯具装置において、
上記放電灯のみが点灯している状態で、電源からの入力電圧が閾値以上になったことを検出して、上記白熱電球を自動点灯させる回路を設けた
ことを特徴とする車両用灯具装置。
請求項１に記載の車両用灯具装置において、
放電灯の代用光源として走行ビーム用光源を点灯させる際に、電源からの入力電圧に応じて減光点灯を行う回路を設けた
ことを特徴とする車両用灯具装置。
請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具装置において、
白熱電球を自動点灯させる場合の入力電圧について設定される第１の閾値よりも高い値をもつ第２の閾値を設定し、当該入力電圧が第２の閾値以上になったときに放電灯を消灯させるようにした
ことを特徴とする車両用灯具装置。
請求項３に記載の車両用灯具装置において、
第１の閾値を越えかつ第２の閾値未満の値に設定される第３の閾値を設定するとともに、
放電灯の代用光源として走行ビーム用光源を点灯させる際に、電源からの入力電圧が上記第３の閾値以上になった場合に、当該光源に係る設定光軸が水平方向よりも下側を向くようにした
ことを特徴とする車両用灯具装置。