JP4947806B2

JP4947806B2 - 自動車用灯火器

Info

Publication number: JP4947806B2
Application number: JP2008194559A
Authority: JP
Inventors: 親彦近藤
Original assignee: Sakae Riken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sakae Riken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2028-07-29
Also published as: JP2010033878A

Description

本発明は、複数のＬＥＤ発光ユニットを用いた自動車用灯火器に関するものである。

ＬＥＤは、これまでの電球と比較して寿命が長く、しかも電力消費量が小さい。そこで、自動車用のランプ、例えばサイドミラーランプ，テールランプ，ブレーキランプ，リアターンシグナルランプ，サイドターンシグナルランプ，ヘッドランプ，フォグランプなどにおいて電球に代えてＬＥＤが使用されつつある（特許文献１参照）。

特開２００７−８３７４０号公報

法規では、複数のＬＥＤを用いた灯火器では、１個のＬＥＤが失陥（一灯失陥）した場合、残りの点灯しているＬＥＤで法規で定められた基準を満たすか、全てのＬＥＤを消灯させるかのいずれかとするように規定されている。そこで、多くの場合は、一灯失陥時には全てのＬＥＤを消灯させるようになっている。

図２に、法規で定められたサイドターンシグナル（車両右側）の照射範囲の基準を示す。ＬＥＤは電球よりも指向性が高い（すなわち照射範囲が電球に比べて狭い）ので、この基準を満たすために、複数のＬＥＤを含むＬＥＤ発光ユニットを複数用いている（図５，図６参照）。

図３に、従来技術によるサイドターンシグナルランプの回路構成の一例を示す。図３の例では、Ｕ１，Ｕ２の２つのＬＥＤ発光ユニットを含んで構成される。そして、２つのＬＥＤ発光ユニットにおけるＬＥＤの照射範囲を異なるものとすることで、図２のような照射範囲の基準を満たしている。ＬＥＤ発光ユニットＵ１で、３個のＬＥＤ（１〜３）が点灯しているときには、ＦＥＴ１がオン状態となる。一方、３個のＬＥＤのうち、いずれかが消灯（失陥）したときには、残りのＬＥＤが消灯するとともにＦＥＴ１がオフ状態となり、ＬＥＤ発光ユニットＵ２のＬＥＤ点灯経路（ＬＥＤ（４〜６）〜Ｒ４〜ＦＥＴ１）が遮断され、ＬＥＤ発光ユニットＵ２のＬＥＤ（４〜６）も消灯する。同様に、ＬＥＤ発光ユニットＵ２のＬＥＤのうち、いずれかが失陥したときには、残りのＬＥＤが消灯するとともにＦＥＴ２がオフ状態となり、ＬＥＤ発光ユニットＵ１のＬＥＤも全て消灯する。これにより、法規を満たしている。

図４に、ＬＥＤ発光ユニットをＵ１，Ｕ２，Ｕ３の３つで構成した例を示す。これは、図３の例にＬＥＤ発光ユニットＵ３を追加したものである。この場合、ＬＥＤ発光ユニットＵ１のＬＥＤのうち、いずれかが失陥したときには、残りのＬＥＤが消灯するとともに、ＬＥＤ発光ユニットＵ３のＬＥＤも全て消灯するが、ＬＥＤ発光ユニットＵ２のＬＥＤは消灯しないという問題がある。つまり、いずれかのＬＥＤ発光ユニットでＬＥＤが失陥したときには、該ＬＥＤの下流に接続されているＦＥＴを含むＬＥＤ発光ユニットのＬＥＤは消灯するが、そうでない（該ＬＥＤの下流に接続されていないＦＥＴを含む）ＬＥＤ発光ユニットのＬＥＤは消灯しない。

上記問題を背景として、本発明の課題は、複数のＬＥＤ発光ユニットを用いた自動車用灯火器において、一灯失陥時における法規の基準を満たす自動車用灯火器を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための自動車用灯火器は、１つ以上のＬＥＤが直列に配置されたＬＥＤアレイを発光駆動させるＬＥＤ発光ユニットを複数含む自動車用灯火器であって、ＬＥＤ発光ユニットは、それぞれ離間して配置され、また、ＬＥＤ発光ユニットは、それぞれ、全ての他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの状態が入力されて、該他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの失陥を判定する失陥判定回路と、自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの下流に接続され、失陥判定回路によりスイッチングされるスイッチング素子と、を含み、
自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの下流は、他のＬＥＤ発光ユニットに含まれる失陥判定回路にも接続され、自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれる失陥判定回路は、入力された全ての他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの状態に基づく失陥判定を論理積として求め、該論理積に基づいて、該ＬＥＤアレイのいずれかが失陥していると判定されたときには、自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるスイッチング素子をオフ状態として、自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイを消灯することを特徴とする。

上記構成によって、ＬＥＤ発光ユニットが相互に他のＬＥＤ発光ユニットの状態を監視できる。そして、他のＬＥＤ発光ユニットが失陥していないときにのみ、自身のＬＥＤ発光ユニットが点灯するようになるので、ＬＥＤ失陥時には、失陥していないＬＥＤ発光ユニットを含めて、確実に全ＬＥＤを消灯することが可能となる。また、失陥判定に論理積を用いれば、例えば、他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイが失陥しているときに、そのＬＥＤアレイから失陥判定回路にＬレベルが入力されるようにすれば、論理積の出力はＬレベルとなり、スイッチング素子はオフ状態となり、自身のＬＥＤ発光ユニットの状態によらずＬＥＤは消灯する。

また、本発明の自動車用灯火器におけるＬＥＤアレイは、少なくとも３ないし４個のＬＥＤを含み、ＬＥＤ発光ユニットは、少なくとも３個含まれるように構成される。

従来技術の方法では、図４のようなＬＥＤ発光ユニットが３個以上のときには、ＬＥＤの失陥を検出しても全てのＬＥＤを消灯できなかったが、上記構成によって、ＬＥＤ発光ユニットが３個以上のときでも、ＬＥＤの失陥を検出したときには全てのＬＥＤを消灯することができる。また、論理積を求める失陥判定回路の構成（論理積回路の組合せ）を工夫することで、ＬＥＤ発光ユニットの個数によらず、ＬＥＤの失陥を検出したときには全てのＬＥＤを消灯することができる。

以下、本発明の自動車用灯火器の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１に自動車用灯火器の回路構成図を示す。自動車用灯火器１００は、例えばバッテリ等の電源（＋）からの電源が、コンデンサＣ１，Ｃ２およびダイオードＤ１によりリップルやノイズ等が除去されて、各ＬＥＤ発光ユニットＡ，Ｂ，Ｃに供給される。なお、自動車用灯火器１００は、サイドミラーランプ，テールランプ，ブレーキランプ，リアターンシグナルランプ，サイドターンシグナルランプ，ヘッドランプ，フォグランプ等のいずれに適用してもよい。

図５に、各ＬＥＤ発光ユニットＡ，Ｂ，Ｃのサイドターンシグナルランプ１１０への取り付け例を示す。各ＬＥＤ発光ユニットの取り付け角度を変えることで、図２のような照射範囲の基準を満たしている。また、図６に、各ＬＥＤ発光ユニットＡ，Ｂ，Ｃのリアコンビネーションランプ１２０への取り付け例を示す。リアコンビネーションランプ１２０の形状に応じて、照射範囲の基準を満たすように、ＬＥＤ発光ユニットの数や、ＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤの個数が定められる。

ＬＥＤ発光ユニットＡは、３個のＬＥＤ（１〜３）が直列接続されてＬＥＤアレイＡ１を形成している。ＬＥＤアレイＡ１の下流側に相当するＬＥＤ３のカソード端子は、電圧調整用の抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してＦＥＴ１のドレイン（Ｄ）端子に接続されている。また、ＬＥＤ３のカソード端子は、論理積回路であるＡＮＤ２（ＬＥＤ発光ユニットＢ），ＡＮＤ３（ＬＥＤ発光ユニットＣ）の入力端子（５，９）とも接続されている。

ＦＥＴ１はスイッチング素子として動作し、オン状態のときにはＬＥＤ（１〜３）が点灯し、オフ状態のときにはＬＥＤ（１〜３）が消灯する。また、ＦＥＴ１には、寄生振動の防止等のためのゲート抵抗Ｒ２５，ゲート保護用のダイオードＤ２５が接続されている。

論理積回路であるＡＮＤ１の入力端子（１，２）は、ＬＥＤ発光ユニットＢおよびＣに含まれるＬＥＤ６，ＬＥＤ９のカソード端子と接続され、ＬＥＤ発光ユニットＢおよびＣの失陥判定回路として動作する。

同様に、ＬＥＤ発光ユニットＢは、ＬＥＤ（４〜６）が直列接続されてＬＥＤアレイＡ２を形成している。ＬＥＤ６のカソード端子は、電圧調整用の抵抗Ｒ３，Ｒ４を介してＦＥＴ２のドレイン（Ｄ）端子に接続されている。また、ＬＥＤ６のカソード端子は、論理積回路であるＡＮＤ１（ＬＥＤ発光ユニットＡ），ＡＮＤ３（ＬＥＤ発光ユニットＣ）の入力端子（１，８）と接続されている。また、ＦＥＴ２がオン状態のときにはＬＥＤ（４〜６）が点灯し、オフ状態のときにはＬＥＤ（４〜６）が消灯する。また、ＦＥＴ２にも、寄生振動の防止等のためのゲート抵抗Ｒ２６，ゲート保護用のダイオードＤ２６が接続されている。また、論理積回路であるＡＮＤ２の入力端子（５，６）は、ＬＥＤ発光ユニットＡおよびＣに含まれるＬＥＤ３，ＬＥＤ９のカソード端子と接続され、ＬＥＤ発光ユニットＡおよびＣの失陥判定回路として動作する。

同様に、ＬＥＤ発光ユニットＣは、ＬＥＤ（７〜９）が直列接続されてＬＥＤアレイＡ３を形成している。ＬＥＤ９のカソード端子は、電圧調整用の抵抗Ｒ５，Ｒ６を介してＦＥＴ３のドレイン（Ｄ）端子に接続されている。また、ＬＥＤ９のカソード端子は、論理積回路であるＡＮＤ１（ＬＥＤ発光ユニットＡ），ＡＮＤ２（ＬＥＤ発光ユニットＢ）の入力端子（２，６）と接続されている。また、ＦＥＴ３がオン状態のときにはＬＥＤ（７〜９）が点灯し、オフ状態のときにはＬＥＤ（７〜９）が消灯する。また、ＦＥＴ３にも、寄生振動の防止等のためのゲート抵抗Ｒ２７，ゲート保護用のダイオードＤ２７が接続されている。また、論理積回路であるＡＮＤ３の入力端子（８，９）は、ＬＥＤ発光ユニットＢおよびＡに含まれるＬＥＤ６，ＬＥＤ３のカソード端子と接続され、ＬＥＤ発光ユニットＡおよびＢの失陥判定回路として動作する。

論理積回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ３は、例えば東芝セミコンダクタ社製のＴＣ４０８１ＢＦのような、２入力の正論理ＡＮＤゲートを含むＣＭＯＳＩＣ（ＩＣ１）を用いることができる。この場合、電源（＋）から、電圧制限ダイオードＤ２を介して、Ｖｄｄ端子７へ電源が供給される。このようなＩＣを用いることで、ＬＥＤ発光ユニットが増加しても容易に対応することができる。また、３入力のＡＮＤゲートを用いれば、ＬＥＤ発光ユニットが４個の場合にも対応できる。また、２入力のＡＮＤゲートの入力の一方をＨレベルに固定すれば、ＬＥＤ発光ユニットが２個の場合にも対応できる。また、２入力のＡＮＤゲート２個に、他のＬＥＤ発光ユニット４個の状態を入力し、これら２個のＡＮＤゲートの出力を別の２入力のＡＮＤゲートに入力する構成とすれば、ＬＥＤ発光ユニットが５個の場合にも対応できる。

次に、図１の構成における一灯失陥時の動作について説明する。ＬＥＤ（１〜９）のうち、いずれもが失陥（消灯）していないとき、各論理積回路（ＡＮＤ１〜ＡＮＤ３）の入力端子（１，２，５，６，８，９）にはＨレベルが入力される。よって、各論理積回路の入力端子（３，４，１０）からはＨレベルが出力され、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３はオン状態となる。このとき、ＬＥＤ発光ユニットＡでは、電源（＋）〜ダイオードＤ１〜ＬＥＤアレイＡ１〜Ｒ１，Ｒ２〜ＦＥＴ１〜ＧＮＤ（グランド）という経路が形成され、ＬＥＤ（１〜３）が点灯する（ＬＥＤ発光ユニットＢ，Ｃについても同様）。

ここで、ＬＥＤ発光ユニットＢのＬＥＤ４が失陥したとする。ＬＥＤ４が失陥すると、アノード〜カソード間で開放状態となり、ＬＥＤ発光ユニットＢに電源が供給されなくなるので、ＬＥＤ５，６は消灯する。つまり、３個のＬＥＤのいずれが失陥したときにも、他の２個のＬＥＤは電源が供給されなくなるので、ＬＥＤアレイＡ２は全消灯する。そして、ＬＥＤ６のカソード端子側の電位はゼロとなるので、論理積回路ＡＮＤ１，ＡＮＤ３の入力端子（１，８）には、Ｌレベルが入力される。

このため、論理積回路ＡＮＤ１，ＡＮＤ３の出力端子（３，１０）からは、Ｌレベルが出力され、ＦＥＴ１，ＦＥＴ３はオフ状態となる。そして、ＬＥＤ発光ユニットＡでは、電源（＋）〜ダイオードＤ１〜ＬＥＤアレイＡ１〜Ｒ１，Ｒ２〜ＦＥＴ１〜ＧＮＤ（グランド）という経路が形成されず、ＬＥＤ（１〜３）が全て消灯する。同様に、ＬＥＤ発光ユニットＣでは、電源（＋）〜ダイオードＤ１〜ＬＥＤアレイＡ２〜Ｒ５，Ｒ６〜ＦＥＴ３〜ＧＮＤ（グランド）という経路が形成されず、ＬＥＤ（７〜９）が全て消灯する。

上述と同様に、ＬＥＤ発光ユニットＡのＬＥＤ（１〜３）のうちのいずれかが失陥したとき、論理積回路ＡＮＤ２（ＬＥＤ発光ユニットＢ），ＡＮＤ３（ＬＥＤ発光ユニットＣ）の入力端子（５，９）には、Ｌレベルが入力され、これら論理積回路の出力端子（４，１０）からは、Ｌレベルが出力され、ＦＥＴ２，ＦＥＴ３がオフ状態となり、ＬＥＤ発光ユニットＢおよびＣのＬＥＤ（４〜９）が全て消灯する。

また、ＬＥＤ発光ユニットＣのＬＥＤ（７〜９）のうちのいずれかが失陥したとき、論理積回路ＡＮＤ１（ＬＥＤ発光ユニットＡ），ＡＮＤ２（ＬＥＤ発光ユニットＢ）の入力端子（２，６）には、Ｌレベルが入力され、これら論理積回路の出力端子（３，４）からは、Ｌレベルが出力され、ＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオフ状態となり、ＬＥＤ発光ユニットＡおよびＢのＬＥＤ（１〜６）が全て消灯する。

つまり、図１の構成では、ＬＥＤ発光ユニットＡでは、ＬＥＤ発光ユニットＢおよびＣが正常である（ＬＥＤが失陥していない）ときのみＬＥＤ（１〜３）が点灯し、ＬＥＤ発光ユニットＢでは、ＬＥＤ発光ユニットＡおよびＣが正常であるときのみＬＥＤ（４〜６）が点灯し、ＬＥＤ発光ユニットＣでは、ＬＥＤ発光ユニットＡおよびＢが正常であるときのみＬＥＤ（７〜９）が点灯する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

自動車用灯火器の構成を示す回路図。サイドターンシグナル（車両右側）の照射範囲の基準を示す図。従来技術によるサイドターンシグナルランプの回路構成の一例を示す図。図３の例にＬＥＤ発光ユニットを追加したものを示す図。ＬＥＤ発光ユニットのサイドターンシグナルランプへの取り付け例を示す図。ＬＥＤ発光ユニットのリアコンビネーションランプへの取り付け例を示す図。

符号の説明

１００自動車用灯火器
Ａ〜ＣＬＥＤ発光ユニット
Ａ１〜Ａ３ＬＥＤアレイ
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ９ＬＥＤ
ＡＮＤ１〜ＡＮＤ３論理積回路（失陥判定回路）
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３ＦＥＴ（スイッチング素子）

Claims

１つ以上のＬＥＤが直列に配置されたＬＥＤアレイを発光駆動させるＬＥＤ発光ユニットを複数含む自動車用灯火器であって、
前記ＬＥＤ発光ユニットは、それぞれ離間して配置され、
また、前記ＬＥＤ発光ユニットは、それぞれ、
全ての他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの状態が入力されて、該他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの失陥を判定する失陥判定回路と、
自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの下流に接続され、前記失陥判定回路によりスイッチングされるスイッチング素子と、
を含み、
前記自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの下流は、他のＬＥＤ発光ユニットに含まれる前記失陥判定回路にも接続され、
前記自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれる前記失陥判定回路では、入力された前記全ての他のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイの状態に基づく失陥判定を論理積として求め、該論理積に基づいて、該ＬＥＤアレイのいずれかが失陥していると判定されたときには、前記自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれる前記スイッチング素子をオフ状態として、前記自身のＬＥＤ発光ユニットに含まれるＬＥＤアレイを消灯することを特徴とする自動車用灯火器。
前記ＬＥＤアレイは、少なくとも３ないし４個のＬＥＤを含み、
前記ＬＥＤ発光ユニットは、少なくとも３個含まれる請求項１に記載の自動車用灯火器。